第1篇：浅谈中国航天运输与控制管理安全

　　中国航天运输与控制管理系统发展水平的高低，既可以反应一个国家自主进出空间的能力，又可以体现整个国家对空间利用程度与发展空间技术的能力。一个国家航天运输能力越强，表明这个国家的航天能力越强，即综合国力越强。本研究简单介绍了中国航天运输体系的建立，同时分析了我国航天运输安全管理的不足，并且针对这些措施提出了相应的措施，希望可以促进我国航天运输业的发展。

　　随着中国经济的快速发展，中国航天业的发展也取得了令人瞩目的成绩。尤其是近些年，中国民航业的增长速度已经远远超过了GDP的增长速度。根据相关调查发现，在2014年，中国民航全行业共完成了574亿吨公里的总周转量，而在旅客的运输量达到了2.9亿人次，呈现持续走高的趋势。而在民航运输业持续增长的大趋势下，我国民航的管理安全成为目前人民最为关注的问题。而根据统计相关数据发现，我国民航运输管理安全水平不断提高，航空事故出现的概率呈现逐年下降。

　　1、中国航天运输体系的建立

　　航天运输体系是由运载工具或者说是由航天运载器组成，这些运载工具的主要作用是将各种航天器（如卫星、飞船、空间站和星际探测器等）和人员发送或部署于宇宙空间。其中运载工具的主要作用是发射入轨，而航天器的作用是空间应用。航天运输体系可以是一次性使用运载火箭、部分重复使用的航天飞机或者完全重复使用的单级入轨或两级人轨运载器等，用于可靠而灵活地进人空间。随着科学技术的不断发展，运载工具也得到了不断的完善和发展，甚至逐步取代了航天器的作用。航天运输系统的存在有利于发展空间技术和开发空间资源，而且还可以确保空间安全以及确保实现航天器快速部署、重构、扩充和维护。与此同时，航天运输体系可以作为大规模开发和利用空间资源的载体，可以推动人类社会进步和新军事变革，促进航天产业快速发展。

　　2、中国航天运输管理安全的相关概念概述

　　安全的概念是一个相对的概念，而非绝对的概念。安全是一种状态，通过一定手段将人员的伤害和财产损失降至最低或者保持在一个可接受的水平之下。所谓的航天运输安全是指航天运输安全生产运行系统处于一种没有危险的状态，不会造成人员伤害和财产损失或者这些伤害或损失控制在可接受的范围内。衡量一个国家航天运输安全的指标主要包括事故、事故征候、航空事故征候万时率等。航天运输安全管理是依据预警管理理论，从管理层面上将安全科学、人素科学、灾害科学、复杂系统科学等学科领域综合运用到安全管理中，从而检测航空安全影响因素和航空事故的可控制诱因，最终形成一种可以进行识别和预防控制管理制度和手段。航天运输安全管理存在的主要目的是避免航空事故的发生或者修正事故诱因的发展，从而降低航天运输事故造成的所有危害，最终可以保证航天运输正常、健康运行。

　　3、我国航天运输安全管理体系的发展现状

　　3.1安全管理机制有待完善

　　安全对于航天运输至关重要，而管理机制是否完善是保证管理。但是对于我国而言，航天运输管理机制存在一定问题。其中航天公司的内部安全管理机制不健全。管理机制包括约束机制、激励机制和监督机制。约束机制可以保证安全管理体系稳步、长久正常发展，激励机制可以提高全体员工工作的积极性，监督机制是确保机制和管理有序进行的基本保障。而对于我国航天运输安全管理而言，缺乏激励机制和监督机制的不健全是阻碍航天安全管理体系发展的重要阻力之一。

　　3.2风险管理流程不完善

　　就是损失的不确定性。风险管理是民航安全管理的核心，航天企业通过建立安全风险管理体系以及开展安全风险评估工作，可以保证运输的安全和安全生产建设。但是在我国的航天业的风险管理工作中存在一些不足，主要体现在以下几点。第一点是风险识别缺乏，即不能及时的意识到潜在的危险；第二点是缺乏风险分析，在运输的各个环节中可能存在一定的危险和隐患，如果利用科学的方法进行分析可以避免危险的发展，但是航天企业的人员无法分析这些分析，从而增大了管理隐患发生的概率。第三点是风险评估工作不足，无法评估风险会大大增加不安全时间发生的概率。第四点是未采取有效的风险控制手段。

　　全生产建设的重点

　　3.3安全管理信息化建设滞后

　　民航安全性可以通过安全信息进行提高。政府管理部门和民航企业将关于安全的信息收集起来，然后对这些数据进行分析，然后甄别事件，将发现的漏洞堵塞，从而预防了安全事故的发生。民航总局航空安全部门对已有数据分析发现，以下五种情况是发生航天运输事故的主要原因。第一种情况是飞行员操作失误或决断错误；第二种情况是飞行员缺乏位置和高度意识；第三种情况是判断不准确或者疏忽；第四种情况是不按照正确规则操作；第五种情况是紧急情况没有作出紧急处理。

　　3.4人为因素在安全管理的作用认识不到位

　　人为因素、飞机自身和环境因素是事故发生的三个重要因素。这三个因素是相互制约有相互联系、相互依赖的关系。而在这三个因素中，人占据着主导的地位，其中也是活跃度最高的因素。所以，认识影响航天运输安全的最主要因素。但是，在我国航天业，对人为因素没有给予足够的重视，从而禁锢了我国航天运输安全管理体系的发展。

　　3.5安全文化建设严重不足

　　倡导和营造积极的安全文化可以提高民航运输的安全性。民航企业的安全文化是长期安全生产和经营活动建立而成的，如果忽视安全文化建设会造成很严重的安全隐患。只有安全文化被全体工作人员接受，才能提高航天运输的安全性。

　　4、提高我国民航安全管理系统的具体对策

　　4.1健全安全管理机制

　　为了完善我国的安全管理机制，需要从以下两方面着手。第一方面是将岗位安全责任制完善，通过具体岗位担任不同的责任，可以大大提高工作人员的责任感，从而提高航天运输管理的安全性；第二方面是将安全管理系统与激励机制向联系，这样可以大大激发员工的工作热情。

　　4.2对风险管理流程进行完善

　　风险管理作为安全管理系统的核心，是降低我国航天运输事故发生概率的重要因素之一。风险管理流程一般包括识别危险源和对风险进行分析、对风险进行评估和控制风险。完善分析管理流程是做好风险管理工作的基础，同时及时地识别、分析、评估和控制风险以及效果评价环节工作。

　　4.3增加建设民航安全管理信息化的速度

　　对航天企业安全管理信息化建设国过程中，需要从以下三点进行改进。第一点是民航局应发布民航业应该规范安全管理信息化建设；第二点是对员工的安全信息报告系统进行完善；第三点是增加我国航天企业内部相关的技术人员的培训机会，从而增加工作人员的技术知识和提高自身素质。

　　4.4加强安全文化建设

　　通过加强文化建设可以充分的提高安全系统的有效性，因为航天企业的全体人员对自己企业内部的安全文化感受决定这自身的安全行为，所以加强安全文化建设是非常有必要的。

　　结语：随着科学技术的不断深入应用，中国航天运输系统会朝着更廉价、更可靠、更快速和更机动的方向发展。在以先进科学技术为基础的情况下，航天运输的安全管理体系将会更健全，安全性会得到更大的提高。本研究主要分析了航天运输中存在的一些不足，并且针对这些问题提出了加强机制完善工作、完善风险管理流程、加快民航安全管理的信息化建设、加强安全文化建设的建议，希望对我国航天运输安全管理起到借鉴作用。

　　作者：吴必根来源：建筑工程技术与设计2015年30期

　　第2篇：航天运输体系的建立及运载技术的新进展（下）

　　2.2可复用运载器

　　重复使用是降低航天运输费用的十分有效的手段之一，是未来航天运载器发展的必然趋势。近年来可复用运载器成为美、日、欧发展的热点。它们均制定了各自的发展计划。日本和欧空局甚至还签署协议，共同分享研究数据。本文重点介绍美国可复用运载器的发展情况。

　　美国自1996年进行了以火箭发动机为动力的单级入轨X－33/可复用运载器技术计划，但由于在复合材料液氢贮箱方面遇到了不可逾越的困难，经4次首飞推迟后，最后政府决定不再支持该项计划。2000年夏，NASA已开始陆续实施其ISTP计划。该计划对未来四五十年内美国整个航天运输计划进行了规划。它将美国航天运输计划的发展分为三个阶段：（1）第二代可复用运载器计划（2001～2010年）；（2）第三代可复用运载器计划（2010～2025年）；（3）第四代可复用运载器计划（2025～2040年）。

　　NASA还在该年度向国会提交了2001年财政预算方案。方案要求今后5年内保持投资的稳定增长。2001年至2005年投资分别为140、144、147、153和155亿美元，比上个5年增加45亿美元。该项新投资计划的核心是启动耗资60亿美元的“先进航天运输研究”工作，以试验各种可复用运载技术，研制可复用运载器来取代现役航天飞机。2001年2月28日，美国总统又宣布了2002财年预算案草案，其中NASA在新一财年的预算经费为145亿美元，比2001财年增加了1.5％。但报告中指出，美国政府要在新财年增加对国际空间站和火星探测计划的投资，并启动新的航天运输计划，即“航天发射计划”（SLI）。

　　2.2.1SLI——第二代可复用运载器计划

　　SLI计划实际上是NASA综合航天运输计划的一个组成部分，也就是目前已开始实施的第二代可复用运载器计划。SLI计划的目标是向与发展第二代可复用运载器相关的技术领域投资，计划在2010年研制成功一种商业上具有竞争力、由私营公司所有和运营的可复用运载器，其可靠性要比现役航天飞机高100倍，发射价格便宜90％，并逐步取而代之。

　　整个SLI计划实际上包括开发第二代可复用运载器、改进现役航天飞机和研制补充运载工具。这些运载工具都将为正在建造的国际空间站运货和进行人员轮换，其中第二代可复用运载器主要满足远期的发射需求，而后两种主要是满足近期需求。第二代可复用运载器的目标是将把单位有效载荷运送到近地轨道的费用降低到2200美元/公斤，乘员损失概率为1/10000。

　　在前面提到的60亿美元的预算中，NASA计划用45亿美元在波音、凯利、洛马、轨道科学等多家公司的初始方案之间进行公开竞争，选择第二代可复用运载器方案。NASA拟至少重点投资两个竞争方案，争取在2005年决策是否进行第二代可复用运载器的全尺寸研制。其余13亿美元将用于各种辅助技术的研究与开发。从资金投入上看，美国政府在新的5年财政计划中，加大了发展可复用运载器技术的步伐。上个5年财政计划中用于可复用运载器的研究经费大约在15亿美元的水平。

　　2001年5月17日，NASA与22家公司和大学签署了第一批SLI计划合同，合同总价值为7.66946亿美元。NASA表示，第一批合同的任务并非让承包商提供新的第二代可复用运载器设计方案，而是开发与之相关的技术。在众多承包商中，波音公司、基斯特勒公司和普惠公司获得了较高的研制经费，所签合同价值均超过1亿美元。第一批合同的签署情况如下：（1）波音公司1.36064亿美元，涉及系统分析、箭体结构、子系统、操作和推进系统等5个不同技术领域。（2）基斯特勒公司1.354亿美元，主要进行K－1可复用运载器的飞行验证。（3）普惠公司1.25817亿美元，从事上面级和推进系统的研究。（4）洛马公司0.94319亿美元，涉及系统分析、箭体结构、子系统、操作和运载器综合健康管理系统。（5）诺思罗普·格鲁曼公司0.86591亿美元，涉及系统分析、箭体结构和综合运载器健康管理系统。（6）轨道科学公司0.53128亿美元，涉及系统分析和飞行验证任务。（7）洛克达因公司0.65484亿美元，涉及上面级和推进系统研究。（8）霍尼韦尔公司0.11494亿美元，涉及综合运载器健康管理系统研究以及根据NASA特殊要求进行的研究。（9）富创公司185.6万美元，涉及系统分析。（10）海洋工程公司534.7万美元，涉及箭体结构研究。（11）材料研究与设计公司200万美元，涉及箭体结构研究。（12）南方研究学院公司163.3万美元，涉及箭体结构研究。（13）谢拉·洛沃公司159万美元，涉及操作系统研究。（14）PHPK技术公司765.7万美元，涉及操作系统研究。（15）穆格公司50.1万美元，涉及上面级研究。（16）宇宙航班公司654.5万美元，涉及飞行验证。（17）TRW公司0.15544亿美元，涉及推进系统研究。（18）航空喷气发动机公司760.7万美元，涉及推进系统研究。（19）安德鲁斯航天技术公司301.7万美元，涉及推进系统研究。（20）通用动力公司37.6万美元，涉及上面级研究。（21）俄亥俄大学439.3万美元，涉及飞行力学研究。（22）北卡罗莱纳大学58.3万美元，涉及箭体结构研究。

　　目前，有关技术研制正在继续或陆续开展。例如美国虽取消了X－33和X－34计划，但线性气塞式发动机XRS－2200的研制试验一直还在进行，已成功进行了3次双机点火试车，并验证了所采用的机电作动器。洛克达因公司提出研制RS－83发动机作为SLI的发动机。它综合了航天飞机主发动机、XRS－2200气塞式发动机和德尔它4所用的RS－68发动机技术。航空喷气发动机公司和普惠公司合作研制的“联合优化可复用助推器”（COBRA）发动机综合了两家公司的技术与经验，如采用了普惠公司为航天飞机主发动机研制的高性能涡轮泵和新的综合健康管理技术等。RS－83和COBRA发动机全部采用了新的机电式作动器。

　　2.2.2第三代可复用运载器计划

　　第三代可复用运载器计划也称为“太空航班”100，由马歇尔航天飞行中心的先进航天运输计划办公室管理。它的主要目的是通过充分投资和长期努力，确定和开发供第二代可复用运载器之后更为先进的可复用运载系统使用的关键技术。第三代可复用运载器的目标是以每公斤220美元的成本和百万分之一的乘员损失率把有效载荷发送至近地轨道。为达到上述目标，第三代可复用运载器还需要具有像航空飞机那样的操作效率来执行任务。

　　第三代可复用运载器的五大关键技术为推进技术；结构和防热技术；发射技术；综合健康管理系统；操作和靶场。其中推进技术将采用先进的吸气式和火箭发动机技术，目前重点放在火箭基组合循环推进系统（RBCC）上。RBCC在飞行的初始阶段以火箭方式工作，上升到一定高度时改用高效能的冲压喷气发动机，而在穿过大气层到入轨阶段时又改为用火箭发动机作为动力。

　　2.2.3潜在军事用途

　　目前，美、俄都在加紧发展各自的天军，甚至提出“谁能控制空间，谁就能控制世界”。可复用运载器（包括空天飞机）集飞机、运载器和航天器等多种功能于一身，既能在大气层内作高超音速飞行，又能进入轨道运行，将是21世纪控制空间、争夺制天权的关键武器装备之一。

　　空天飞机在军事上的应用包括：

　　（1）确保快速廉价地进入太空。空天飞机与目前的一次性运载火箭、飞船和部分可复用的航天飞机相比，在重复使用性、发射操作、可维性、周转时间和机动性等方面都有提高。

　　（2）可作为空间武器发射平台。在未来天战中，空天飞机可作为各种武器弹药（包括动能武器、高能激光武器和微波武器等）的发射平台，对敌方陆、海、空、天重要目标进行攻击，对战争的胜负至关重要。

　　（3）能反卫星。空天飞机能利用自身的探测设备，发现敌方卫星，对其进行跟踪和干扰，使其失灵或将其摧毁；或将其捕获，窃取其已获得的情报；或将其送入错误轨道；或将其带回地面。

　　（4）可作为快速运输机。空天飞机飞行速度极快。它从普通机场起飞，1小时内便可飞到全球任何地方，能对全球范围发生的地区冲突迅速作出反应，或对敌方发动突然袭击。

　　（5）可作为战时空间预备指挥所。空天飞机能像载人空间站那样在轨长期停留，若配备先进的指挥控制系统，一旦战时需要，可直接承担起作战指挥控制任务。

　　（6）侦察、监视与预警。空天飞机可利用所携带的照相侦察和电子侦察等设备对陆、海、空、天目标进行侦察与监视，对导弹发射进行预警。与各种侦察卫星相比，空天飞机具有更高的灵活机动性，综合侦察能力更强，实时性更好。

　　由于有上述优点，因此美国空军一直在支持空天飞机的研制和试验。NASA取消了X－33和X－34等商业计划，美国空军参与支持的X－37计划丝毫没有受到影响，仍在按部就班地进行。美国空军直接领导的另一项以军用空天飞机为目标的计划X－40A更是开展得热火朝天。X－40A和X－37都是空军和波音公司合作研制的。波音将用X－40A为X－37验证构形、制导和其它系统。NASA宣布不再资助X－33和X－34计划后，洛马公司和轨道科学公司还曾积极与美国军方联系，以谋求军方对这两种可复用运载器计划的支持。美国海军和空军都曾对X－34感兴趣，空军也对X－33具有的军事应用潜力感兴趣，并进行了专门论证，以确定其军用价值。洛马公司提出可将X－33验证机改造为能携带武器的军用空天飞机，使它能从地球轨道上向地面任何地方发射导弹，然后返回地面，整个过程仅需约90分钟。不过据2001年9月的消息，美国空军经研究已决定不为X－33和X－34提供资金，这使得上述两家公司想延续X－33和X－34项目的希望成为泡影。

　　美国空军提出的另一种用于未来天战的军用航天飞行器研究工作主要由空军研究实验室负责。该实验室提出的方案是可复用的两级入轨有翼跨大气层飞行器（TAV），能以高超音速巡航，并可在3小时内抵达全球任何地点。方案中的第一级称作天战飞行器（SOV），第二级是小型航天器，即空间机动飞行器（SMV）。SOV能以8～10马赫的速度穿越大气层飞行，并在大气层内和大气层外执行侦察和攻击任务，有望成为美未来组建航天航空军以实施“全球存在”和“全球作战”的重要武器。

　　3.小结和建议

　　（1）在航天运输体系中，航天运载器是确保进行空间探索和开发利用的必备运输工具，是开发和利用空间的基础。世界各国都在其各自的空间政策中把发展航天运载器（包括一次性运载火箭和可复用运载器）放在很重要的战略位置，并都制定了长远规划。对新型运载器的研制要求包括降低发射成本以及提高可靠性和操作效率。

　　（2）一次性运载火箭在相当长的一段时间内仍将是运送卫星和货物的主要工具。它将与可复用运载器配合使用。国外近年来研制的新型一次性运载火箭都采用系列化、标准化和模块化设计，以降低成本，提高可靠性。在未来的卫星发射市场上，竞争将空前激烈。

　　（3）重复使用是降低航天运输费用的十分有效的手段之一，是未来航天运载器发展的必然趋势，近年来已成为美、日、欧发展的热点。美国在2001～2010年间以发展第二代可复用运载器（即现行的SLI计划）为重点，日本正在进行希望X小型航天飞机技术验证，欧空局也在执行未来运载器技术计划。我国作为一个航天大国也应加紧开展这方面的预研工作和技术验证。

　　（4）可复用运载器有潜在的军事用途。它集飞机、运载器和航天器等多种功能于一身，既能在大气层内作高超音速飞行，又能进入轨道运行，将是21世纪天军控制空间、争夺制天权的关键武器装备之一。

　　作者：才满瑞赵颖曹志杰来源：中国航天2002年8期