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航天界“鴿王”首次載人飛行,“星際客機”與波音軍工之困

等待發(fā)射的“星際客機”飛船。
一再跳票的波音“星際客機”飛船(CST-100)終于實現(xiàn)首次載人飛行,成功對接國際空間站。
6月6日,搭載兩名美國宇航員的美國波音公司“星際客機”飛船飛抵國際空間站,并與之對接。雖然飛船還沒有完成全部任務——宇航員計劃在空間站停留8天,飛船還需要將人安全送回地球才算大功告成。
“星際客機”飛船原計劃在2017年進行首次載人飛行,但計劃沒有趕上變化,直到2024年才實現(xiàn)當初的“諾言”,和SLS火箭、“詹姆斯·韋伯”天文望遠鏡并稱美國航天界的三大“鴿王”。而且,這次載人飛行也是一波三折,發(fā)射時間多次推遲、飛行過程中出現(xiàn)閥門漏氣,真不知道兩名宇航員的內(nèi)心會不會很煎熬——畢竟這款飛船首次無人飛行就出現(xiàn)了問題。
波音的“星際客機”
此次“星際客機”飛船搭載的兩名宇航員分別是布奇·威爾莫爾和蘇尼·威廉姆斯。據(jù)美國航天局介紹,兩名宇航員將在空間站停留約8天,對“星際客機”及其子系統(tǒng)進行測試?!靶请H客機”還搭載了約345千克的貨物,包括食物和必需品等。任務結(jié)束后,NASA和波音公司將對這次任務的飛行數(shù)據(jù)進行全面審查,以完成“星際客機”的載人飛行認證。如果一切順利,波音公司的“星際客機”與SpaceX的載人“龍”飛船將輪流承擔將宇航員送往國際空間站的任務。

準備與國際空間站對接的“星際客機”飛船。
令人大跌眼鏡的是,這次飛船發(fā)射后也是出現(xiàn)多個技術(shù)問題——發(fā)射后出現(xiàn)三處氦氣泄漏,讓人捏了把汗。其實在發(fā)射之前,波音公司和美國宇航局已經(jīng)處理了飛船一個氦泄漏問題。然而,在發(fā)射幾個小時后,又發(fā)現(xiàn)了兩次泄漏。在飛船對接國際空間站后又發(fā)現(xiàn)了一個泄漏問題。除了氦氣泄漏,飛船發(fā)射后推進系統(tǒng)還出現(xiàn)了問題,雖然沒有致命風險,但導致需要宇航員手動控制飛船。如此多的問題,超出了預期,也讓“星際客機”飛船首次載人飛行充滿風險。
“星際客機”美國宇航局是為了美國航天飛機退役后繼續(xù)擁有低軌道載人飛行能力研制的載人飛船。2010年4月,美國公布的《國家航天政策》中,明確了未來將由商業(yè)航天提供近地軌道載人和貨物運輸服務。當時一起競爭的還有SpaceX公司的載人“龍”飛船、波音公司的“商業(yè)載人航天系統(tǒng)”(后來正式命名為“星際客機”,CST-100)方案、內(nèi)華達山脈公司的“追夢者”航天飛機和藍源公司的“新謝潑德”載人飛船。最終,SpaceX公司和波音公司的方案勝出,分別合同價值42億和26億美元。
波音的CST-100飛船中的數(shù)字100代表離地面100千米,這說明它主要專門執(zhí)行地面到近地軌道的短途運輸任務。飛船高約為5米,直徑4.56米,重13.2噸,能一次性搭載7名航天員。CST-100飛船設(shè)計較為保守,飛船由乘員艙和服務艙組成。返回艙著陸方式和早期獵戶座載人飛船類似,使用的是降落傘加氣囊緩沖,更換防熱系統(tǒng)后可重復使用10次,具備60小時獨立飛行和210天??匡w行能力。CST-100飛船的內(nèi)部設(shè)計充分發(fā)揮了波音公司長期在設(shè)計商用飛機座艙的優(yōu)勢,采用航天員喜愛的大窗戶設(shè)計和輕型塑料的舒適座椅。
2019年12月,“星際客機”飛船進行了首次發(fā)射,但首次飛行就出師不利,因為計時器問題提前返回地球,未能與國際空間站對接,如此低級的失誤讓外界大跌眼鏡。2021年8月,經(jīng)過改進的“星際客機”被裝到火箭上后,發(fā)現(xiàn)飛船的多個閥門被腐蝕堵塞,只能取消發(fā)射進行重新檢修。直到2022年5月,“星際客機”飛船第二次無人飛行才順利與空間站對接。而競爭對手——SpaceX公司的載人“龍”飛船已經(jīng)在2020年成功進行首次載人飛行,而在“星際客機”飛船首次進行載人飛行時,載人“龍”飛船已經(jīng)成功進行9次載人飛行,波音被遠遠甩在身后。

美國載人飛船的“三駕馬車”:載人“龍”、“星際客機”和“獵戶座”。
百年老廠的困境
從現(xiàn)在情況看,“星際客機”這次載人飛行的表現(xiàn)雖然算不上完美,但技術(shù)問題沒有致命風險,應該能夠?qū)⒂詈絾T安全帶回地球,這有助提升當前面臨信任危機的波音公司的信譽。但對于波音公司而言,“星際客機”飛船并不能解決波音公司這個百年老廠面臨的困境。
該飛船由于一系列技術(shù)故障和挑戰(zhàn),不僅首次載人飛行已推遲約7年,而且導致成本超支約15億美元。在獲得“星際客機”飛船競標成功之前,波音公司與美國宇航局簽署的合同都是“報銷制度”,也就是宇航局為研制中出現(xiàn)的所有額外費用買單。但“星際客機”飛船采用的是定價合同,宇航局只提供合同里的42億美元,如果遇到項目超支、延期或無法完成的情況,波音公司需要自掏腰包。而且,據(jù)稱,“星際客機”飛船每個座位的價格高于SpaceX公司的載人“龍”飛船,競爭力弱一些,因此,“星際客機”飛船前途未卜。

SLS火箭成本高昂,未來大市場份額很可能被“星艦”火箭搶去。
對于現(xiàn)在的波音來說,“星際客機”飛船只是眾多麻煩事中的一件,先不論這幾年讓波音公司“寢食難安”的波音737Max等客機,就幾個軍工和航天項目就讓其壓力倍增。上文提到的另一個航天領(lǐng)域的“鴿王”——SLS火箭原計劃在2016年首飛,但由于技術(shù)等方面的原因,屢屢推遲,推遲到2022年才首次發(fā)射成功。美國政府問責局(GAO)本周發(fā)布的一份報告對美國宇航局(NASA)的SLS計劃進行了嚴厲批評。報告指出,該計劃在推進中缺乏透明度,成本已經(jīng)超出預算60億美元(約合441億元人民幣)。與GAO交談的NASA官員承認,目前的成本水平使SLS計劃不可持續(xù)且負擔不起。在SpaceX公司“星艦”火箭不斷取得進展的情況下,成本高昂的SLS火箭前景也是堪憂。

即使問題頻出,美國空軍也要硬著頭皮裝備KC-46空中加油機。
另一個重要軍工項目KC-46加油機也讓波音頭疼不已,本來這個項目可以讓波音公司賺得盆滿缽滿,由于頻發(fā)問題,包括遠程視覺系統(tǒng)誤差、加油桿剛性不足、排水管易破裂及導航系統(tǒng)偏差等,雖然美國空軍決定忽略缺陷繼續(xù)服役,但超出的部分需要波音自費解決(美國空軍曾經(jīng)授予波音一份49億美元的成本補貼協(xié)議,但目前已經(jīng)超支)。KC-46加油機是在KC-767的基礎(chǔ)上改進而來的加油機,用于取代KC-135加油機,于2015年首次試飛。KC-46最大時速與航程與KC-767基本一致,但可搭載的燃油量更大,其最多可攜帶94.20噸用于空中加油的燃油。據(jù)悉,美國空軍總共訂購179架KC-46加油機,到目前為止已經(jīng)交付了76架。
近十年來,波音公司在軍工領(lǐng)域的表現(xiàn)更多是吃老本,多個重大軍工項目在競標時都沒有抓住,比如新型戰(zhàn)略轟炸機項目B-21、新一代陸基洲際導彈等,都被競爭對手拿去,即使有美國國會的“照顧”和軍方的不斷輸血,無奈“自身不爭氣”,加上民航客機上遭遇“滑鐵盧”,以“工程師文化”著稱的波音公司最終淪落到如今的困境。
根據(jù)媒體報道, 1月31日公布了其超出市場預期的2023年第四季度財報。波音當季度總營收達到220億美元,同比增長10.2%,而凈虧損從去年同期的6.6億美元收窄至3000萬美元。全年凈虧損仍然有22.42億美元,從數(shù)據(jù)上看,波音似乎終于從航空業(yè)需求低迷的陰霾中走了出來,但前景并不光明。自從今年1月5日的阿拉斯加航空艙門爆炸事件以來,波音的股價已下跌近16%,市值蒸發(fā)約280億美元。
美國媒體《彭博商業(yè)周刊》分析認為,波音遇到的困境是因為波音錯把“底線”當成了最高目標——節(jié)約成本,而節(jié)約成本一旦成了企業(yè)的最高目標,就會對整個企業(yè)文化帶來難以抵擋的腐蝕和扭曲。波音在設(shè)計737MAX時,只是簡單更換了發(fā)動機,再用軟件來修正飛機重心不穩(wěn)的問題,就此埋下了巨大的安全隱患。此外波音還裁掉了大批經(jīng)驗豐富但薪酬偏高的老工程師,并且越來越喜歡外包和重視股東利益,加上波音的“大而不能倒”的底氣,慢慢讓波音的弊端不斷顯現(xiàn)。波音不斷將業(yè)務外包,最終喪失了對產(chǎn)品零部件的微調(diào)控制和監(jiān)督能力,導致項目技術(shù)問題頻出,影響了產(chǎn)品質(zhì)量,進而造成項目拖延和成本超支。
以往不少軍工或航天項目都沒有采用固定價格合同,超支的部分由政府買單,但此次發(fā)射的“星際客機”飛船采用固定價格,超支部分需要波音自己承擔,過于自信加上團隊協(xié)作不夠,導致飛船項目問題頻出,不斷拖延,本來希望外包項目降低成本,但沒想到問題越來越多。以飛船軟件為例,波音公司沒有一個統(tǒng)一的飛行軟件團隊,一個團隊負責地面系統(tǒng)軟件,保證飛船在地面測試和倒計時期間沒問題,直至起飛前的最后幾分鐘。另一個團隊負責飛船發(fā)射后的飛行軟件。然而,這兩個團隊互不信任,溝通交流時的互動十分有限,大多閉門造車,并沒有真正分享彼此工作,導致2019年首飛沒有成功對接空間站。





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