星际飞船原型升空
北京时间12月10日6:45,SpaceX的星际飞船验证机SN8终于进行了升空试验,首次挑战高空飞行,这是迄今为止原型星舰最大尺度试飞,最大高度达12500米。此前的星虫、SN5、SN6都只有150米低空跳,而这一次直接上到公里级别。不仅如此,SN8还首次挑战了"腹部拍水式俯冲"等关键性姿态测试——真的是让人长眼福了。这个高达50米、直径9米、重达几百吨、680吨推力的"不锈钢饭桶",演绎一次空气动力学航空飞行大片。
让人惊奇的不是SN8这些姿态,而是SN8所装配的"猛禽"发动机惊人的矢量能力。矢量简单理解就是会发动机会动来动去。"猛禽"那矢量幅度与广场舞大妈有得一拼啊。
不过遗憾的是到底SN8没能着陆成功,碰上地面那刻爆炸了,后来马斯克给出了原因: 因为甲烷储箱压力不足,导致发动机的甲烷供应量不足。之所以能看到发动机喷出绿色火焰,是因为发动机使用甲烷再生冷却,但是因为甲烷供应量不足直接导致再生冷却没有达到工作流量,因此冷却能力严重不足,后果就是把发动机的内喷管给"烧融"了,才导致喷管上的铜燃烧,这涉及到高中的焰色反应:金属燃烧的颜色
因为甲烷供应不足导致发动机推力急剧下降,推力下降的结果是:SN8没有成功减到安全速度。 尽管结局不完美,但是过程相当惊艳,我愿称之为一次失败的成功。
SN8炸了没事,因为这是一次很大的突破。前面也说了,SN8是系列中第一个飞这么高的,还是第一个做动作姿态的,给后续奠定了非常多的基础和经验。 惊人的是,SN8的继承者SN9也已经制造完毕,下周将拉上"断头台"进行测试。如果成功,它将会和星虫一样摆在工厂附近成为 历史 。如果失败,那它就没有然后了,懂得都懂。
SN9外观上看与SN8差不多,但是SN9在材料上进行了升级。SN8成为了最后一个使用301不锈钢的SN,而SN9使用了304L不锈钢,使得整体的强度和可靠性提高了。
纵观"星舰"系列的 历史
2019年2月28日时,SN系列的第一个产物SN1进行了一次压力测试,但是在过种中发生爆炸,SN1成为第一个倒在"断头台"上的SN。 SN1与SN8,距离9个月左右,加上下星期的SN9,平均一个月一次。
尽管SN系列测试很频繁,不过大多都只是一些罐子,也就是燃料罐。因此很多人觉得,没有多少技术含量。其实不仅是他们,在以前我不了解航天时也有这样的想法。后来我才知道,罐子的技术一点都不低。我们必须要把它做得足够薄,因为这样轻,但是我们又必须让它承得住超高压和超低温,因为燃料的特性就是这样。这就很有既想让马儿快跑又不给马儿吃草的味道。
这就只能是在材料和设计上下工夫,但是星舰的材料已经固定,不会带来多大的变化,那就只能从设计上下手。因此你所看到的罐子并不是普通的罐子。
说完了SN那再来看一下中国最强运载火箭"长征5号"研制所用时间。
"长征5号"运载火箭所使用的液氧煤油发动机YF-100,1988年就开始了试验性研制,1990年全面开展关键技术攻关,2000年国家立顶研制,2002年进行了第一次整机试车。 2015年9月20日,长征6号运载火箭成功在太原卫星发射中心首飞,这是YF-100发动机第一次实战。此次距离试验性研制的时间已经过去27年。
从技术层面上讲,YF-100发动机是最先进的发动机。因为它使用了最先进的分级燃烧循环工作原理,优点是效率高推力大。猛禽发动机同样是使用分级燃烧循环,但是其却更先进。因为分级燃烧循环有两种,猛禽使用了难度最大的那种。猛禽发动机还是世界上第一款使用全流量分级燃烧循环的发动机。
在运载火箭方面,大家都知道长征5号火箭花费了10年才首飞,可谓是十年磨一剑。但事实上,时间更长的。长征五号是1988年就开始论证了,直到2001年才开始预研,接着又2006年立项,2016年才首飞。这距离研制时间过去了15年。而根据马斯克的叙述,星舰将于2023年左右进行首飞,如果顺利,那么SpaceX研制超重型运载火箭仅花了4年左右。
当然,长征5号是已经存在了的火箭,举例子就应该举个一样还没存在的例子: 长征9号
我们的长征9号超重型运载火箭则是在2016年正式立项研究,最快2030年进行首飞,目前发动机和箭体都在研究中。如果顺利,那我们研制超重型运载火箭是花了14年。
如果都顺利,那一个是4年,一是14年。当然其实我也觉得4年研制出星舰有点悬,但是这个时间即使是翻一倍我们依旧是比他们慢,翻2倍都还要慢,所以中国航天路任重道远,我们不能急于求成,稳扎稳打才能走的更远,飞的更高!感谢大家阅读!