50年来全球航天运载器的可靠性

50 年来全球航天运载器的可靠性
李海波
（北京强度环境研究所，北京 100076）
摘要： 1957~2006 年间全球航天运载器的发射统计数据，给出了50 年来全球航天运载器的可靠性和发射成功率，并详细给出了美国和中国的各种型号航天运载器的可靠性分析结果。概述了各国航天运载器的发射失败事件及其失败原因，并对分系统故障进行了分类统计。针对引起发射失败次数最多的推进系统，提出了一些故障防止对策，并给出了提高可靠性的研究工作建议。
关键词：航天运载器；可靠性；失败原因；推进系统；防止对策
中图分类号：V475 文献标识码：A 文章编号：1006-3919(2007)02-0001-11
Space launch vehicle reliability in the world for fifty years
LI Hai-bo
(Beijing Institute of Structure and Environment Engineering, Beijing 100076, China)
Abstract：Space launch successes and failures data in the whole world in the past fifty years (from 1957 to 2006) is collected. Each space-faring nation’s launch success rate as a percentage of its total launches are given.
Space launch vehicle reliability for U.S. and China is particularly presented. An analysis of space-mission failures and cause of failures is introduced. Launch vehicle failures are classified by subsystem. For propulsion subsystem problems predominated, some preventive measures are put forward. Finally, the proposal of the development work for enhancing reliability is given.
Key words: space launch vehicle；reliability；failure cause；propulsion subsystem；preventive measure

1 引言
1957 年10 月4 日，前苏联用液体燃料运载火箭发射第一颗人造地球卫星（SL-1）到太空，开辟了人类探索太空的新纪元。50 年后，9 个国家或地区，即独联体/前苏联、美国、欧盟、中国、日本、印度、以色列、巴西和朝鲜，已拥有航天发射系统以及具备航天发射能力[1]。
当前，许多大型航天系统是基于早期的弹道导弹技术，往往优先考虑发射成本与计划，其次才考虑发射飞行质量与可靠性，这些航天发射系统的设计留下了许多有待改进的空间，这已被过去的发射失败所证实。从1957 年现代航天时代开始，大多数航天国家都经历过发射失败。一个航
天任务涉及一个运载器和一个或多个复杂的卫星或者有效载荷，价值一般都是成百上千万美元，调查发射失败的原因，能为改进运载系统和节省成本提供有价值的信息。对于各种航天发射项目，财政问题大都是至关重要的。一个小型运载火箭，如美国的飞马座，价值1500 万美元，但是一个多用途、可重复使用运载器，如美国的航天飞机，价值就超过10 亿美元。一颗小型实验卫星花几百万美元就能买到，但是一颗先进的侦察卫星或者科学卫星就可能超过10 亿美元。况且，一次发射失败可能造成的经济损失统计，还不包括为重新发射所花费的经费、时间以及精力或者国际声望损失的代价。系统地观察全球航天发射成功与失败，包括对各种运载火箭分系统详细的核查研究，有望把造成故障的原因与部位一一披露。这种研究工作对排除故障、提出对策定会有所帮助。 中国可靠性网！
因此，航天运载器可靠性分析对于一个国家未来的航天计划成功，是十分关键的。

2 全球航天发射的成功与失败统计数据分析
从1957 年开始，截至2006 年底，这50 年期间全球共有二十多个国家二百多种型号的航天运载器进行了4815 次发射，其中有4411 次发射成功，占总发射次数的91.61％，有404 次发射失败，占总发射次数的8.39％。这404 次发射失败造成507 个航天器损失或使用寿命严重缩短，其中包括一些航天运载器一次发射多颗卫星或有效载荷的统计