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星舰助推器着陆时为何部分发动机异常?

SpaceX星舰第13次试飞中,超重型助推器B20在返回墨西哥湾进行着陆点火时,多台猛禽3发动机未能成功重启,导致减速不足、以较高速度触海,溅落未达预期效果。

一、试飞整体概览

北京时间2026年7月25日6时51分,SpaceX从得克萨斯州博卡奇卡基地实施了星舰第13次综合飞行测试(IFT-13)。本次任务搭载20颗真实的星链V3卫星,首次验证了星舰的商业载荷部署能力,二级飞船成功完成在轨释放、真空发动机重启及印度洋受控软着陆,整体取得重大进展。

助推器部分的表现则留下遗憾:虽然33台发动机在起飞阶段全部成功点火,返程点火也首次实现全推力运行,但在最终着陆减速前,部分发动机未能正常启动,导致溅落速度偏大,箭体未保持完整状态。

二、发动机异常的现场表现

根据任务时序,助推器在完成返程点火后,需要重新启动发动机进行着陆减速。实际执行中,13台负责着陆点火的发动机中,仅有约5至8台成功点火,远低于预定数量。由于推力不足,助推器无法有效减速,最终以较高速度撞击海面。

SpaceX官方在任务总结中确认:着陆点火阶段“部分发动机成功点火,但最终以较大的速度落入墨西哥湾”。这一表述完整涵盖了异常的事实,同时没有夸大或渲染所谓的“解体”细节。

三、发动机异常的可能技术原因

1. 空中二次点火的固有难度

星舰超重型助推器采用33台猛禽3发动机并联布局。在高速、低温、低气压的返回环境中,发动机需要再进入大气层后进行多次重新点火,这对推进剂供应、点火系统、发动机预热均提出极高要求。

2. 历史问题的延续

第12次试飞(2026年5月)中,助推器在返程阶段就曾出现5台发动机故障,导致失控坠海。针对该问题,SpaceX在第13次试飞前更换了至少2台故障发动机,并对点火控制算法与硬件进行了针对性修改。然而同一类型故障再次出现,说明软件与硬件优化的效果尚未完全覆盖所有工况。

3. 可能的硬件或系统细节

4台发动机同时未能启动的现象,曾引发外界对共用管路或批次缺陷的讨论。但有证据显示,在7月16日的首次发射尝试中,发动机故障表现为同一侧4台未能点火,而本次着陆点火阶段则是分散的若干台未能重启,两种模式的差异暗示问题可能不限于单一硬件来源。点火时序、发动机预热状态、推进剂管路压力等因素均可能影响最终结果。

四、工程迭代视角下的定位

SpaceX采用“快速迭代、数据驱动”的研发模式。本次试飞尽管助推器着陆不完美,但完整获取了大气层往返、多次点火工况的大量实测工程数据。SpaceX表示,这些数据将用于迭代助推器海上回收方案,为后续实现发射塔机械臂捕获回收奠定基础。

从整体任务成功率看:一级起飞全推力点火、二级载荷部署、真空发动机重启、再入黑障区控制、跨半球受控溅落等关键科目均已完成,助推器着陆点火异常属于正在攻克的技术瓶颈,而非系统性设计失效。连续两次试飞在同环节暴露出相似问题,恰恰说明星舰项目正处于集中突破发动机二次点火可靠性的关键阶段。

五、对后续任务的参考价值

本次飞行证明星舰V3构型的运载和多项轨道能力已趋成熟,第14次试飞计划直接挑战入轨轨道级飞行。助推器回收作为实现全复用的最后一块拼图,仍有待攻克。SpaceX的工程团队将从本次异常中提炼改进措施,包括但不限于:调整发动机预热程序、优化点火时序、增强推进剂管路冗余、提升飞控对发动机异常状态的容错能力。

每一次试飞都不是终点,而是下一次迭代的起点。星舰第13次飞行所暴露的助推器发动机异常,正以公开透明的数据共享方式,为人类探索更高效、更低成本的重型运载能力提供着极具价值的工程样本。