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昨晚第17發長征七改火箭升空的瞬間。(網絡圖片)   長征七號改型火箭8月10日晚上發射，目的是搭載中星4B同步軌道通訊衛星進入太空(有指該星也是神通系列戰略通訊衛星的一員)，升空後約1分25秒火箭發生爆炸解體，事後中國航天部門發報消息，指升空後飛行異常，發射任務失利，具體原因正在進一步分析排查。 長征七號改型火箭是屬於長征七號系列火箭的一員，所用引擎甚至芯一級與綑綁火箭也完全一樣，不同點在於長征七號只有兩級，專責低地球軌道和太陽同步軌道的發射工作，而而七改則接了一個長度較短的二級及另一節三級，高度提高了8米且專責高軌度/同步轉移軌道、同步靜止軌道與地月轉移軌道的發射任務， NASA講解火箭遇強風時一些反常識偏航，即由於火箭重心較低，升空速度遠大於風速，火箭反而會向強風來的方向偏航。這時需要利用引擎進行向量調整以維持航道。由發射當晚(8月10日23時)的天氣情況看來，南海地區的確出現類似天氣鋒的雲團結構，可能解發高空風切變。衛星雲圖右上方是白海豚的殘留環流。(圖片及資料來自NASA及香港天文台)   初期曾有消息指可能是火箭的YF-100煤油液氧引擎出現問題，以致引發爆炸或讓地面中心啟動火箭自毀程序(以免火箭剩餘部分飛出海域警戒區)。及後有流出的紅外光監察片段顯示，大約1分25秒左右，火箭爆炸/啟動FTS飛行終止系統(自毀程序)前，火箭第三級和載荷艙因不明原因脫離火箭，而當時火箭是處於MAX-Q階段，即最大動壓點，也是火箭升空時承受最大空氣動力壓力的時刻。此時火箭已達到最大加速度，而究氣密度仍處於較高水平，對火箭形成相當大阻力(此時火箭大約處於10-15公里高度)，火箭本身也承受著巨大的應力壓力，要等到超過15公里、空氣壓力大輻降低後壓力才會下降。 長征7號改進型解體過程逐格圖。首先是載荷艙和第三節崩落，爾後FTS飛行終止裝置似乎在第二節火箭內，最終讓第二及一級火箭在短時間內氣動解體與爆炸。(網絡圖片)   由於當時火箭正處於攻角飛行，這樣脫離火箭的可能原因不多，結構問題算一個，不過2016年以來27次發射(及最近五年24次發射)都未見過類似問題；又可能是載荷重量或新聯結結構出現共振效應(但又不見火箭引擎的燃燒受到什麼影響)；不過另有一種說法是指火箭可能遇上風切變問題。 根據現場片段，在第三節火箭和載荷艙脫離火箭後，火箭外壁發生了一次小爆炸，然後引發火箭爆炸，根據情況似乎應是FTS系統讓第一節火箭推推進段氣動解體，然後煤油和液氧逸出並被點燃爆炸。(網絡圖片)   單就天氣而言，當時海南島至菲律賓中間似乎有雲帶和天氣峰形成，加上已削弱的白海豚外圍殘餘環流影響，並不是沒有可能發生水平風切變，加上當時火箭處於MAX-Q階段，只要遇到風向或風力改變或突然加強/減弱，火箭在攻角飛行並同時承受最大壓力時，任何風力改變都可能影響火箭姿勢或過載改變，一旦超過負荷，則火箭結構無法承受，自然在最弱點(接駁位置)處斷裂；加上長征7改型本身就比較「瘦長」，對應力突然改變的承受能力也稍遜，也可能是火箭前半段半空脫落的重要原因。 2019年11月時，馬斯克曾因高空風切變預警而推遲一次重獵鷹的發射。事實上獵鷹9/重獵鷹外殼是鋼制，但其長寬比比起長征7改型更誇張，對於突如其來的橫風或風向改變可能更為敏感。(圖片來自SPACE.COM) 「挑戰者號」也在進入MAX-Q後和哥倫比亞號穿梭機差不多時間遭遇了穿梭機30年發射史上最嚴重的風切變。強風甚至導致助推器輕微扭曲，並使密封受損O型環的氧化鋁渣脫落，時間為+58.788秒時，隨後破口冒出火焰，除後火焰大概燒了主燃料罐10秒鐘，氫氣隨後開始洩漏，三秒後整個燃料箱開始解體，並讓穿梭機氣動過載突然增加，氣動定律隨後也撕裂穿梭機……。(圖片及資料來自Aerospaceweb.org)    事實上近年風切變影響火箭並不常見，不過SPACE X曾因高空風切變危險增加而推遲重獵鷹的發射任務，而且兩次穿梭機發生全毀事故，風切變也可能起到比較關鍵的作用：1986年挑戰者號被毀主因，是SRB助推火箭的鋼外殼結構封密處失去封密作用，引致火箭結構被燒穿所致—不過若果不是當時穿梭機在20公里高空遇上風切變，把火箭封密處的鋁屑和其他燒利的燃料殘屑「撞飛」，火箭有很大可能不會燒穿並挨到火箭燒完脫離為止；哥倫比亞號穿梭機到半空達到MAX-Q時也遇到風切變，爾後隔熱磚突然脫落並打穿機翼。NASA在回覆中並實沒有承認或否認風切變和這件事有接關係，而是指出那很可能是綜合數個原因導致的結果。 2003年穿梭機哥倫比亞號發射升空57秒就遇到風切變，24秒後一塊硬熱瓦突然脫落並擊中機翼，成為哥倫比亞號的致命傷…(網絡圖片)   事實上，今次發射正值強颱風登陸華中後，雖然距離超過1000公里，但這特大颱風早前對西太平洋和南中國海至南海天氣也明顯有所影響…若果查出真的是風切變導致，那可能真的要留意超強颱風登陸中國沿岸後一段時間發射的安全風險了。   民勤縣雖然和酒泉衛星發射中心有超過200公里距離，但這團壞天氣剛剛好就攔在和火箭降落點中間的航道上且可直接影響可回收火箭整個降落程序。(網絡圖片)   題外話： 朱雀三號火箭原定於今早(8月11日)上午7至8時準備發射，然在發射前一小時宣告延後。並未解釋原因。有些人是猜昨晚長征7號改型發生事故導致，但無論在發射點和火箭引擎屬性上根本沒有相同之處，事實上延後發射的消息大約在昨天下午有傳了，其最大可能性是甘肅省中部至內蒙西部的天氣情況惡劣，發射場西南的民勤縣有雷暴雨和強風，剛好就在火箭返回路程上，連帶發射場和降落場附近天氣都受影響，所以暫時延後；再講，白海豚雖已消散，但其外圍殘留環流也已深入山西至寧夏地區，高空氣流擾動也可能讓他們擔心解發火箭險情，所以才再度延後吧。 酒泉衛星發射中心關於朱雀3號的發射延遲通知。由現場看，當地天氣似乎也相當一般，能見度明顯不佳。(網絡圖片) Read More