SpaceX重型猎鹰火箭升空 系首次商业发射

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SpaceX重型猎鹰火箭升空 系首次商业发射
59golf.cn||柳传志

升空画面

芯级海上回收首次成功

  腾讯科技,文/乔辉

  北京时间 4 月 12 日 6 时 35 分,SpaceX 公司的重型猎鹰(Falcon Heavy)火箭从美国佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空,本次发射搭载的是 Arabsat 公司的一颗通信卫星,该卫星重约 6 吨,用来给中东和北非地区提供电视、网络和手机信号服务。

  首次商业航天发射

  由于天气原因,发射已经推迟了很多次,主要是担心不稳定的天气,积雨云以及闪电会影响火箭的正常飞行。此前,4 月 5 日,进行了成功的静态点火测试,测试一级火箭的 27 个发动机。

2018 年重型猎鹰首次发射画面

  本次发射是重型猎鹰火箭的第二次发射,也是第一次商业发射。2018 年 2 月 6 日,SpaceX 公司首次发射重型猎鹰火箭,把特斯拉公司生产的一辆红色跑车送出了地球,成为绕太阳运行的一颗汽车卫星。

这是去年重型猎鹰发射的特斯拉红色跑车。目前正绕太阳飞行。

  重型猎鹰运载火箭高 70 米,宽 12.2 米,重量为 1420.8 吨360和腾讯大战,是目前现役的运载能力最强大的火箭。每次发射的价格是 9000 万美元。

鸟瞰肯尼迪航天中心。前方是组装大厅,右后方是 39A,左后方是 39B

  本次发射地点位于肯尼迪航天中心,该发射场非常有名,当年发射过阿波罗登月飞船和航天飞机。1969 年 7 月 16 日,就是在这里巨大的土星五号火箭托举起了阿波罗11 号飞船,把人类首次送上月球的。今年 3 月 2 日,SpaceX 公司进行的载人版龙飞船的无人测试也是在这里发射的。

  目前,该发射场有三个发射工位LC 39-A、LC 39-B和LC 39-C。此前 SpaceX 的猎鹰 9 火箭和重型猎鹰也都是在 LC39-A 起飞的;LC 39-B 是 NA网络技术教程SA 准备用来发射新型大推力火箭(太空发射系统)的;LC39-C 是 2015 年增加的,准备发射相对较小的火箭,但还从来没使用过。

  现役运载能力世界第一

  重型猎鹰火箭是能够部分重复使用的大推力火箭。重型猎鹰的芯级是加固了的猎鹰 9 火箭,外加两个猎鹰 9 作为助推器。在结构上和德尔塔 IV 型类似。

  重型猎鹰是现役的运载能力最强火箭,在历史上也能排到第四名。前三名分别是:退役了的阿波罗登月使用的土星五号火箭,前苏联的能源号火箭和 N1 火箭。重型猎鹰也是一款能够把人送出近地轨道的火箭,但目前马斯克还没有打算用于载人飞行。

  重型猎鹰的近地轨道的载荷能力达到 64 吨,地球同步转移轨道运载能力为 26 吨,火星转移轨道的运载能力为 16 吨,飞往冥王星的运载能力为 3.5 吨。

  当然,还是 50 年前曾经把人类送往月球的土星五号更牛,它的近地轨道运载能力为 140 吨。

  重型猎鹰的结构强度有 40% 的富余,而通常火箭的结构强度富余度只有 25%,该火箭拥有把人送往月球和火星的能力。

  密密麻麻的发动机

  三个并联的一级火箭是由猎鹰 9 火箭衍生而来,都采用了相同的梅林发动机。重型猎鹰的海平面推力可达 228 吨,随着飞行高度的上升,当冲出大气层之后,推力能提高到 246 吨。这一点可能与某些人的直觉相反,其实大气并不能为火箭提供推力的支撑,反而会降低推力。

  上面级火箭由一个梅林发动机驱动,是专门针对在真空环境中优化过的,推力 9 吨,可燃烧 397 秒。

密集的 27 台梅林火箭发动机

  重型猎鹰火箭的喷管排布非常有趣,8 个喷管围绕 1 个喷管,构成一种称为Octaweb的结构,目前没有正式中文标准翻译。

  研发过程很曲折

  2011 年 4 月,SpaceX 公司在华盛顿特区举行的一场发布会上宣布了重型猎鹰的发展规划,起初计划 2013 年试飞,但由于多种原因首次试飞推迟到 5 年后的 2018 年。把三个猎鹰火箭绑在一起形成一个更大火箭比想象的更加困难。马斯克也不得不承认,当年太低估困难了。

  可部分重复使用

助推器返回陆地画面

  重型猎鹰火箭一级各个通用芯级均安装有栅格舵,可用于辅助箭体再入过程中姿态稳定控制,并提供一定的气动阻力用于减速。

  各个通用芯级的着陆装置为四个支腿,在火箭发射后的上升及再入过程中收拢于箭体,当火箭一子级减速,即将着陆于地面或海上平台之前展开(两个侧边助推器在陆地回收,芯级火箭在海上回收)。支腿由液压装置执行收拢展开,并具有展开后锁死的能力。

  支腿主要由碳纤维及铝合金蜂窝板构成,轻质且能满足载重需求。支腿带有液压减震器,可进一步减缓垂直着陆带来的巨大冲击。

  理论上,通过回收利用,重型猎鹰的成本能下降 6000 万美元。

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