马斯克终于搞定了一级火箭的回收,他算是开创了历史
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admin
2022-04-02 17:00

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2016年,马斯克终于拿到火箭回收的第一阶段,他创造了历史。他过去所做的,都是前辈做过的,他只是在追赶而已。但是火箭的垂直回收,他是第一个做到的,可以说是马斯克创造了历史。

猎鹰九号火箭虽然性能优秀,发射普通卫星是没问题的,但是发射重型飞船和发射深空探测器,就有点吃力了。马斯克想去火星,猎鹰九号无法完成这个任务。

因此,Falcon 9 已改进为 Block 5,并将最终确定。不会再有很大的改善。赚钱和维持现金流就足够了。马斯克应该把注意力转向其他方面。

要增加承载力,最简单的方法就是捆起来,像两个长捆,效果立竿见影。但马斯克不喜欢捆绑式,因为助推器不大也不小。可惜扔了,装个回收装置,没地方放,不划算。

在马斯克看来,“蚊腿也是肉”,可以尽可能的循环利用。即使是火箭整流罩也要花费数百万美元,丢掉也太可惜了。

整流罩也是有重量的,所以火箭起飞离开稠密大气层后,整流罩会立即被扔掉,这样可以减轻重量。降落伞可以连接到整流罩上,并且可以通过拉动绳索来操纵降落伞。于是,SpaceX得到了一艘大船,张开一张大网,等待整流罩落入指定海域。看看吧,整流罩从天而降,在风的作用下也不一定会往哪边飘。海上的大船来回游荡,带着降落伞奔跑。好不容易追上来后,整流罩掉进了大网里,可是风一吹,降落伞就被炸飞了,把整流罩拖进了水里,浪费了时间。所以啊,及时切断降落伞很重要。

(现在,经过不断的迭代,SpaceX不再用船开网捕捉整流罩,干脆让整流罩掉进海里再钓鱼)

当然,我们的长征二号和长征四号是从发射场发射的。例如,从山西发射的长征四号通常发射极轨卫星,垂直绕地球运行。飞了之后又往南飞,到了湖北或者重庆的时候,正好扔了整流罩。结果,它被农民捡起来用作车棚的屋顶。您可以放心,不会浪费。

本着“更快、更省”的精神,重型猎鹰最终采用的方法是将三枚相同的一级火箭捆绑在一起,并安装绑定锁定机构。三枚火箭的起飞推力达到2200吨,近地轨道运力达到64吨,同步转移轨道运力达到27吨,火星轨道运力达到17吨.

火箭齐飞,中间的核心级火箭开始保持油门,主要依靠两侧的助推器发力。双方的助推器在飞行后不久就烧毁了。此时火箭离发射场不远,助推器可以掉头飞回发射场着陆。

当两边的助推器都扔掉时,中间的核心级火箭开始全功率泵送负载。当火箭第一级燃尽时,下面的平板船正在大西洋中等待。按照一般流程,他们降落在一艘平板船上,这样一来一级火箭就全部回收了。

听到这个消息,我的心猛地一跳。因为猎鹰重型终于要触及航天界最重要的禁忌,那就是多台发动机并联。那年的N1火箭,是因为30台发动机的振动协调不好,导致油管损坏爆炸。

猎鹰 9 号有 9 个引擎,这并不离谱。我们的长征五号还有10台发动机,包括助推器。但是重型猎鹰的发动机数量是27台,亲爱的,它即将赶上原来的N1。如果这样可行,科罗廖夫的棺材板将无法按住。

其实马斯克本来就是一个平行狂人。特斯拉电动汽车的电池是由数千个圆柱形电池共同组成一个动力系统。可以管理数千个电池的充电和放电。难不成27个引擎都想不通?尽管如此,马斯克也不完全确定,低调,尽量低调。

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过去第一次发射新版火箭,如果仔细考虑的话,通常是放一个配重,安装一个无线电信标,发回一些数据就足够了。马斯克的大脑真好,他只是用它来做广告。重型猎鹰的第一个测试负载只是一辆红色跑车。当然,当时还不是去火星的发射窗口。根据理论计算,跑车的重量没有超过2吨。一口气把它送到火星的轨道是没有问题的,但当时火星不在这个位置,所以跑车无法与火星相遇。没关系,说明问题就够了。

猎鹰重型火箭的首次发射一推再推,最终推迟到2018年2月。马斯克有很多粉丝,很多人都在期待猎鹰重型火箭的成功,因为它是最大的火箭在当时世界上现役。民营企业能超越国家队的水平,这在航空航天界是史无前例的。

别告诉我,猎鹰重型火箭真的成功了。当27个梅林发动机点燃,将火箭推上去时,无数人欢呼。

两颗助推器先烧毁,分开后,转身返回发射场,还有两颗,一齐站在那里,像是一对潜水。

完成任务后,中间的核心级火箭本该降落在舰上,但这次没有完成,核心级火箭落入海中。幸运的是,这没什么大不了的。第二级火箭成功将特斯拉跑车送入小行星带轨道。这次不会遇到火星了,下次试试。

到目前为止,猎鹰重型已经取得了成功,也就是说,在现代技术条件下。并联多个引擎也是可能且安全的。这也为人类制造超大型火箭奠定了基础。我们不必开发超大型引擎,我们可以并行使用相对较小的引擎。

猎鹰重型火箭不发射多次,因为运载能力太高太低。不需要携带普通的商业卫星,携带登月舱这样的负载是不够的。除非您节省足够的货物以一次将它们全部运送。即便如此,重型猎鹰还是目前运载能力最大的火箭。

从那时起,SpaceX 开始将其他航空航天公司抛在后面,包括 NASA 与他们一起提出的那些供应商,例如波音和洛克希德马丁公司。他们都是军火巨头,在国际上享有盛誉。

洛克希德公司拥有阿特拉斯系列火箭。目前主要是阿特拉斯5,第一级使用俄罗斯RD180发动机。没办法,俄罗斯的产品真的好用。美国现在也在研发替代产品,因为美俄关系不好。万一哪天断供,就不好办了。虽然还有一点存货,但毕竟一个比一个少。美国航空喷气公司开发的AR-1发动机还没有完成。与物美价廉的RD180相比,实在是无可比拟。

Atlas 5 使用了美国人擅长的固体火箭。第二级是的上级,采用氢氧发动机,这在美国也是强项。

波音公司有一个 Delta 4 重型火箭,它也有三个捆绑在一起的第一级。中间的是一级火箭,旁边的是助推器。每枚火箭有一台RS68氢氧火箭发动机,推力300吨,3台共约900吨。这枚火箭最初归麦道所有,后来麦道被波音公司收购,因此归入波音旗下。

两人结成发射联盟,垄断了美国航天发射市场。它们的特点是价格昂贵,贵得离谱。哥伦比亚号航天飞机事故发生后,大家都明白航天飞机必须逐步退役,因为这种东西的维修成本越来越贵。许多零件供应商不再生产。专门小批量生产几个配件,当然是很贵的。换个新的,没人敢,系统太复杂,没人敢随便修改。此外,客货结合并不是一项划算的业务。为了发射一颗卫星,它必须有七名宇航员陪同。这是哪一个?因此,NASA 于 2011 年成立了一个项目马斯克火箭公司,开发下一代火箭和航天器。

在 NASA 看来,近地空间已不再有趣马斯克火箭公司,将其留给私营商业公司来发射就足够了。作为国家队,接下来的任务就是探月火。近地轨道的承载能力至少为70-150吨。去月球,一枚火箭就足够了,类似于当年的土星5号。如果去火星,需要多次发射多个拼接,然后去火星。

简而言之,现有的火箭根本不够用,必须研制超越土星 5 号的巨型火箭。这个巨型火箭就是所谓的“太空发射系统”。他们使用的技术仍然继承自航天飞机。有这么好的氢氧发动机,为什么不用呢?橘红色的大罐子,如果换了,就是火箭的主体。两个巨大的固体火箭助推器也与航天飞机一脉相承。

美国已经很多年没有建造载人飞船了。此次获批的猎户座飞船一次可搭载七名宇航员,比之前的阿波罗飞船还要多。它与航天飞机的顺序相同。就像过去的阿波罗计划和航天飞机计划一样,每个家庭在这个项目中都有一份。

负责液体发动机,编号为RS-25D,实际上是航天飞机发动机的改进版,但当时被认为可以重复使用,因此价格更高。现在是一次性使用。太空发射系统的第一级火箭需要四个这样的氢氧发动机。

是一家成熟的火箭发动机供应商,拥有深厚的技能。如今, 是制造飞机发动机的 Pratt & 的一个部门,而 Pratt & 是 United 的子公司。这家联合技术公司真是千奇百怪,奥的斯电梯就是他们的家。在收购制造黑鹰和阿帕奇直升机的公司西科斯基飞机公司中间有一段时间,然后洛克希德马丁公司从他们那里收购了西科斯基公司。后来,联合技术公司和雷神公司合并,雷神公司就是生产爱国者导弹的公司。反正经过一连串的收购重组,现在各大军工企业都在断骨接筋,形成了几家垄断巨头。

固体助推器试运行

固体助推器由诺斯罗普·格鲁曼公司负责。这一直是他们的工作。反正航天发射系统这个项目,把NASA培养了几十年的厂商都带了过来。每年要稳步投资30亿到50亿美元,这么多年没有停过。

所以航天发射系统的研发团队并不讨人喜欢,基本相当于美国的国家队。可惜他们的开发效率真的不是很好,还屡屡出现延迟和退票。即便如此,NASA 和国会并没有放弃该项目。因为鸡蛋放不下一个篮子。马斯克很有效率,但必须保持平衡。 NASA一方面保留老军工综合体,另一方面大力推动民营企业投身航天事业。马斯克只是其中之一。 Blue Origin、Sierra Nevada等背后还有一系列私人公司。

2019 年是阿波罗登月 50 周年。 NASA宣布了计划。重返月球,在月球表面建立调查站,在绕月轨道建立月门空间站,可以作为火星的会合点,总之有多重考虑。按照计划,应该在今年利用航天发射系统发射猎户座飞船,实现无人绕月飞行。不幸的是,NASA 没有指定具体日期。前阵子,RS-25D引擎在地面上测试过,好像有问题。原计划是持续485秒,但实际上只开了一分钟多就关机了。一定有什么问题。

NASA 移交给 SpaceX 的登月舱计划,以及蓝色起源、洛克希德马丁等国家队的豪华组合未能中标。 SpaceX的星舰虽然在不断地爆炸,但在稳步推进。而且价格还很便宜,而且人们还自带火箭,以防太空发射系统仍然弹跳。 NASA 不能无限期地等待,不是吗?

SpaceX 的一大特点就是姿态好,动作快。在蓝色起源的火箭还只是一个 PPT 的时候,马斯克的火箭就已经在从事商业发射了。验证版马斯克的星舰巨型火箭虽然连续炸了好几次,但比八字好太多了。每次我们测试时,我们都会邀请 NASA 的人来观察它。毕竟,它也是一个客户。为甲方服务好是理所当然的。

马斯克从猎鹰一号开始,后来拿出了黄金火箭猎鹰九号,这是当之无愧的劳模,也是商业发射的主力军。然后,通过将三架猎鹰9的第一级并联,打造出重型猎鹰火箭,成为目前运载能力最大的火箭。但由于承载能力太高,无法实现,发射机会并不多。好在这本来是用猎鹰九号的箭体做的,但一点儿都没浪费。

马斯克当然不会满足于此。虽然梅林发动机的推重比逆天,但因为是燃气发生器循环,比冲不是很好。如果您想制造更大的火箭,请制造更大的发动机。不可能依靠气体发生器,必须使用分级燃烧。就像航天飞机的发动机一样,它必须达到至少300吨左右的推力,然后通过并联一个大束来建造一个巨型火箭。这枚火箭比土星 5 号大得多。

马斯克将下一代火箭命名为星际飞船。首先要做的是为火箭设计一种新的发动机。该引擎的代号为“Raptor”。这台发动机必须走的路注定是不寻常的。首先,燃料与过去的发动机完全不同。下次再说吧。

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