SpaceX新一代重型運(yùn)載火箭“星艦V3”,有多強(qiáng)悍?
一旦發(fā)射成功,它將以約124米的高度、超8000噸的推力,一舉成為人類建造過(guò)的最強(qiáng)火箭,沒(méi)有之一。
跟之前的版本相比,星艦V3最直觀的震撼,就是更高、更大、更重。
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高度達(dá)到124.4米,相當(dāng)于40層樓,直徑9米,總起飛重量近7000噸。
在完全復(fù)用情況下,近地軌道運(yùn)力可達(dá)200噸左右,吊打全球現(xiàn)役絕大部分火箭。
若一次性使用,也就是拋棄助推器和飛船,運(yùn)力將飆升至驚人的400噸級(jí)。
400噸是什么概念?
人類現(xiàn)役最強(qiáng)火箭SLS,近地軌道運(yùn)力約95噸;
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名氣很大的重型獵鷹,運(yùn)力為63.8噸。
也就是說(shuō),一枚一次性使用的星艦V3,相當(dāng)于4枚SLS或6枚重型獵鷹的運(yùn)力!
這種運(yùn)力,不僅足以支撐未來(lái)更大規(guī)模、更重型的“星鏈V3”衛(wèi)星一鍵部署,甚至可以一次性將一個(gè)完整的國(guó)際空間站大小的模塊,直接送入軌道。
別人還在太空搭積木,星艦V3直接把建好的別墅直接扔上天。
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這大個(gè)子怎么這么有勁?
因?yàn)樗亲永锶?3臺(tái)最新款的“猛禽3”發(fā)動(dòng)機(jī)!
當(dāng)它們同時(shí)點(diǎn)火,總推力可超8000噸,幾乎是NASA SLS火箭的兩倍,是土星五號(hào)的2.4倍。
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相比上一代猛禽2,猛禽3把身上那些密密麻麻、看起來(lái)像亂麻一樣的外部管路、傳感器和排氣系統(tǒng)全給取消了,把復(fù)雜的燃料傳輸通道全都“內(nèi)化”到了發(fā)動(dòng)機(jī)主體結(jié)構(gòu)里。
這么一搞,發(fā)動(dòng)機(jī)不僅顏值變高了,更重要的是“聽(tīng)話”了。
33臺(tái)引擎能在極短時(shí)間內(nèi)同時(shí)啟動(dòng)而不至于互相搶?xiě)颉罢ㄈ骸保€讓超重助推器擁有了更敏捷的翻轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)能力,變得更靈活了。
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當(dāng)然,火箭要實(shí)現(xiàn)“完全復(fù)用”,光看一次性數(shù)據(jù)是不行的。
它必須預(yù)留大量燃料用于減速返回,必須承受再入大氣層的恐怖高熱流,還要讓發(fā)動(dòng)機(jī)、閥門(mén)、姿控系統(tǒng)在極端振動(dòng)和-250℃至1600℃的溫差中反復(fù)工作還不罷工。
為此,星艦V3對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)做了一次“從頭設(shè)計(jì)”的顛覆性改動(dòng)。
換上了全新的猛禽啟動(dòng)時(shí)序,改進(jìn)了飛行中的反應(yīng)控制系統(tǒng)。
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最絕的是,它用主引擎抽真空產(chǎn)生高壓氣體的方式替代傳統(tǒng)冷氣推進(jìn)器,不僅推力更大,還徹底消除了外部氣瓶的死重。
之前的星艦試飛中,有個(gè)致命的“老毛病”。
推進(jìn)劑容易泄漏,還會(huì)在尾部空腔里積聚,最后“砰”的一聲把自己炸了。
V3的工程師們痛定思痛,重新梳理了尾部防熱底結(jié)構(gòu),把可能困住泄漏推進(jìn)劑的“死角”幾乎清零。
哪怕有微量泄漏,也會(huì)直接被尾焰當(dāng)成燃料瞬間抽走燒掉,從物理結(jié)構(gòu)上根絕了內(nèi)部爆炸的可能。
同時(shí),V3的柵格舵,也就是掌握方向的小翅膀,從四個(gè)減少至三個(gè)。
但單片面積增大了50%,強(qiáng)度顯著提升,布局呈90-90-180度分布。
為什么要少一個(gè)?四個(gè)看著不更對(duì)稱嗎?
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這是因?yàn)槌刂破髟诜祷貢r(shí)處于高攻角狀態(tài),四個(gè)柵格舵會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的氣動(dòng)干擾和激波疊加,不僅互相搶?xiě)颍€會(huì)導(dǎo)致控制失靈和結(jié)構(gòu)震顫。
改為三片且不對(duì)稱分布后,雖然犧牲了部分冗余,但極大減少了結(jié)構(gòu)死重和氣動(dòng)干擾,干活反而更利索了。
不過(guò),星艦要做到完全復(fù)用,最大難關(guān)不是發(fā)動(dòng)機(jī),而是熱盾。
再入大氣層時(shí),星艦以宇宙速度摩擦空氣,迎風(fēng)面溫度高達(dá)1400℃以上。
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它不像傳統(tǒng)返回艙用燒蝕材料硬扛,而是要靠數(shù)萬(wàn)塊六邊形隔熱瓦,保護(hù)不銹鋼船體。
此前試飛中,隔熱瓦在震動(dòng)下像頭皮屑一樣脫落的問(wèn)題讓人頭大。
V3這次掏出了新招,采用機(jī)械銷釘+高溫膠粘的雙重固定方案,也就是“上螺絲+502膠水”,雙重保險(xiǎn),看你還掉不掉!
更狠的是,星艦熱盾具備“快速可復(fù)用性”。
傳統(tǒng)航天器回來(lái)后,得讓幾千個(gè)工程師拿放大鏡一塊塊檢查隔熱瓦,換個(gè)瓦得幾個(gè)月。
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星艦V3不玩這套,它回來(lái)后,視覺(jué)系統(tǒng)和內(nèi)部溫度傳感器會(huì)自動(dòng)做個(gè)“全身體檢”,找出哪幾塊瓦破皮了。
然后,機(jī)械臂就像“拼樂(lè)高”一樣,咔咔幾下快速替換掉破損瓦片,24小時(shí)內(nèi)就能再次拉出去發(fā)射。
難怪星艦敢把單次發(fā)射成本打穿至千萬(wàn)美元級(jí)別,這就是底氣!
把火箭玩成了航班,成本能降不下來(lái)嗎?
最后,還有件比造火箭更有意思的事兒。
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有消息稱,SpaceX正在加速推進(jìn)IPO籌備,目標(biāo)估值規(guī)模約750億美元,市場(chǎng)預(yù)期可能刷新全球科技股上市紀(jì)錄。
一邊是反復(fù)迭代、在爆炸中逼近成功的星艦試飛;
另一邊,華爾街的資本大鱷們已經(jīng)準(zhǔn)備排隊(duì)送錢(qián)了。
這邊的火箭還沒(méi)完全穩(wěn)定入軌,那邊的股票價(jià)格已經(jīng)先一步上天了。
所以說(shuō),星艦V3的每一次點(diǎn)火,不光是在跟地球引力較勁,更是在跟華爾街的財(cái)神爺拋媚眼!
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