Akin's Laws of Spacecraft Design(2)
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To design a spacecraft right takes an infinite amount of effort. This is why it's a good idea to design them to operate when some things are wrong.
正确设计航天器需要付出无限努力。这就是为什么最好考虑出现异常时设计它们工作。
Dr. Dave Akin and a reduced set of Akin's Laws, framed on the wall of the NASA Mission Managment Room in Building 30(Mission Control) at the NASA Johnson Space Center
Dave Akin干了一辈子航天器和太空系统设计与开发工作，包括讲授航天器设计课程。先是在麻省理工教了10年，在马里兰大学又教了20年。在此期间他收集了不少隽语（wisdom，隽语？智慧？鸡汤！）。一些是他人的，更多是他自己的。
Akin最初写下这些是为了在课堂上作为设计经验的提示，数月后，有朋友致电说在其他地方看到了这些定律，并高度赞扬。从那时起，Akin发现至少有半打网站有这些定律的不同版本，甚至有被演绎成“注册会计师定律”(当然，未注明出处)。
笔者按：山寨恒久远，鸡汤永流传。
总体设计有很大的弹性，它可以很简单，10%设计90%协调，保持沟通通畅，总可以设计出一款飞行器。但如果要设计出可靠性高、经典的飞行器，依赖于总体设计人员的大量思考。
要在不等待、不粗暴、不纠结中把握好度，寻找好平衡点。
国内外飞行业已暴露出一些普遍的故障，要时刻惦记，一寻求到时机就进行改进，不能等，等来的可能是后悔。
为提高可靠性，冗余是一个好办法。一般而言，发动机等单机冗余困难，而控制类单机冗余容易。如果困难的不冗余，容易的一定冗余，就显得有些粗暴。
笔者将冗余分为四类：元器件级、单机级、系统级和跨系统级。
元器件级：如二极管并联等，特点是容易设计使用，出现故障时无需切换；
单机级：对单机参数进行检测，出现故障时切断，启用完全相同的备用单机，特点是需要实时监测参数，但由于单机完全相同，切换后直接使用，无需复杂算法；
系统级：不同单机间冗余，如控制系统中，速率陀螺坏了，切除后采用平台数据代替，由于两者特性不同，在使用时需通过复杂算法换算；
跨系统级：以动力冗余为例，一台发动机故障，敏感后关机，重新调整控制律，甚至入轨参数，成功或降级完成任务，与系统级冗余相比，算法更为复杂。
冗余设计未来也许将更为灵活、更为智能，困难的将会有跨系统级冗余办法，同时，如存在系统级冗余，部分单机通过算法而非硬件实现冗余，降低成本和死重，优化系统设计。
一定要采用冗余，一定要避免所有错误吗？未必，也不可能。对于新的设计，想的多，纠结肯定也多，总有无法避免的故障模式，不要过于纠结，不要把系统搞的十分庞大。美国、苏联很多技术指标先进，固然和设计能力高有关，但总还有一些，是因为冷战中无法顾虑太多，先干了，并随着多次应用慢慢优化成现在这个样子的。
往期文章：
鸡汤《Akin's Laws of Spacecraft Design(1)》
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