美国SpaceX公司快速发展因素剖析及有关启示
来源:尖兵之翼
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作者:孙冀伟 景旭华 黄 超 尚 炜 李 喆
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发布时间: 2020-09-01
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本文在对SpaceX公司快速发展内外部因素系统分析的基础上，对我国航天高质量发展提出了一些建议，希望有一定的借鉴意义...
2012年，SpaceX公司“龙”飞船成功完成首次货运任务，并获得商业乘员研发合同，公司估值大幅增长至45亿美元。 2013年底，SpaceX公司Falcon9首次成功完成GTO轨道任务，2014年发布载人型“龙”飞船，并获得NASA授予的商业乘员运输能力合同，同期获得10亿美元融资，公司估值推升至120亿美元。 2015—2016年，SpaceX公司相继获得第一阶段CRS补充合同和第二阶段CRS合同，合同金额超过20亿美元，公司估值增长至149亿美元。 2018年，SpaceX公司Falcon重型运载火箭成功首飞，2019年第二次发射成功，公司估值一年内从215亿美元增至305亿美元。 SpaceX公司快速发展过程剖析 政府搭台，企业唱戏。20世纪80年代到90年代末，美国政府出台了多个政策和法案支持发展商业航天。1984年美国政府颁布了《商业航天发射法案》，通过简化保险政策和商业发射许可制度，以及鼓励开放政府航天技术和设施，来促进美国私营部门参与商业航天发射活动，提供发射服务。1988年，美国政府更新了《国家航天政策》，将航天分为“军事航天”“民用航天”和“商业航天”三部分，并将这种分类沿用至今。1990年实施了《发射服务购买法案》、1994年实施《商业遥感法案》、1998年实施《商业空间法》。在2006和2010年又分别更新《国家航天政策》，并在2013年发布新版《国家航天运输政策》，这些政策中最实质性要求就是让NASA将发展核心转向科学研究和深空探测领域，将近地轨道业务交由商业公司竞争。 公私合作，采购服务。NASA2005年开始执行的“商业轨道运输服务”（COTS）计划，是利用商业公司研制的近地轨道运输系统为国际空间站提供货物补给服务。该计划在以往“政府主导，服务专用”的模式上进行了创新，采用了新型的“公私合作”方式。NASA为参与项目的商业公司提供部分固定规模的研制资金，并减少履约过程中的干预和监管，后期通过评估合同内的里程碑节点绩效确定进一步资金投入计划。如商业公司顺利完成研制任务，NASA将采购其发射服务。最终的成果属于商业公司，商业公司可以同时为政府和市场提供服务。 鼓励创新、宽容失败。航天发展的定义是由失败、风险、创新三者之间的关系决定的。2008年之前，Falcon1火箭连续失利了三次；2015年6月28日，Falcon9火箭执行CRS-7任务在空中解体爆炸。可重复使用技术，也经历了8次“蚱蜢”试验，和7次Falcon9的回收试验，才实现陆上回收的成功。NASA并没有因为Falcon9的失利而中止合同，SpaceX公司也没有因为回收的失败而中止逐梦的步伐。应该说，美国鼓励创新、宽容失败的创新氛围，对SpaceX公司成长和发展起到了非常积极的作用。 大力扶持、无偿给予。SpaceX公司的主流运载火箭Falcon9火箭采用的“Merlin”发动机，其性能稳定，结构简单，能够实现大范围的推力调节，发动机性能遥遥领先同类产品。其原型机就是美国“阿波罗”计划的登月飞行器下降级发动机，NASA对SpaceX公司进行了技术转让，更重要的是，这种技术转让几乎是无偿的，同时允许该发动机总设计师入职SpaceX公司，这对SpaceX的快速成长起到了至关重要的作用。 基础扎实、设施开放。美国在20世纪60年代通过阿波罗计划，航天发射能力已经达到了一个很高的水平，强大的基础工业和完善的基础设施为SpaceX公司的快速成长提供了有力保障。例如Falcon9火箭推进剂贮箱由2195铝-锂合金制成，它比传统的铝质推进剂贮箱质量更轻且刚度更强，在美国航天材料领域可以直接采购，很大程度上降低了火箭研制保障费用。Falcon重型火箭发射使用的肯尼迪航天中心的LC-39A工位，就是在土星5号和航天飞机的发射工位上简单改造而成的，NASA以很低的价格租给SpaceX公司，为SpaceX公司节省了大量的研制和建设经费。 SpaceX公司快速发展的内部因素 设计变革、生产集约。SpaceX公司打破了以往发动机、电子设备、导航系统、地面支持设备等分系统由不同研制单位分别承担的模式，采用了纵向整合的高度集成的设计模式，独自承担绝大部分火箭和飞船的设计、生产制造。一级火箭、助推器采用模块化设计思路，均适用多个Merlin发动机并联的构型，可较好实现火箭回收。火箭70%以上的设备由SpaceX公司自己制造，通过采购工业级元器件、货架产品降低成本，并通过冗余设计和在线故障诊断等“软实力”提高产品可靠性。例如Falcon1火箭用的不是价格高达百万美元的航天计算机，而是价值5000美元的普通计算机。
