詳細解讀:SpaceX比中國航天或NASA都厲害類論是否正確

2020-09-17 陳北航

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我是一名SpaceX愛好者,NASA愛好者,中國航天愛好者,這完全不衝突。

很多人不知道:NASA並不會製造火箭

NASA的作用不是製造火箭,而是管理美國航天的發展事務等等。如果NASA需要一款火箭或者是衛星,它會承包給公司來製造。而SpaceX就是NASA的承包商之一,最大的承包商是「美國聯合發射同盟」,由波音公司與洛馬聯合創立。因此「SpaceX比NASA還厲害」的言論,本身就是錯誤的,沒有可比性。

我們中國的航天局同樣如此,我們的主要承包商是中國航天科技集團和中國航天科工集團。它們才會製造火箭或者是衛星,如果真要比是和它們比才對。因此,「paceX比中國航天還厲害」的言論,也不正確。

SpaceX成立近二十年了,最初開始沒什麼名氣,更多的嘲笑。火箭一而再再而三的爆炸,一度面臨破產,不過後來也都挺過來了。逐漸到了2018年「重型獵鷹」的首飛成功,SpaceX的名氣也是像火箭般的提高,到現在已經成了商業航天的代名詞。

「重型獵鷹」商業發射照片

「重型獵鷹」響噹噹的頭銜不少:目前世界上最大的運載火箭,唯一可以回收的重型運載火箭等等,光是這兩個都夠吹好久了。其實懂行的人會知道,「重型獵鷹」最厲害的地方不是以上所敘,而是它把有限的技術發揮到了極限。

把有限的技術發揮到了極限:這是我認為SpaceX最厲害的地方,真的是服。

甚至可以說,「重型獵鷹」是「獵鷹9號」的超級增強版。一樣的發動機,一樣的火箭,不同的是兩枚子級被拿來當助推器了。當然,也絕對沒有我說的這麼簡單。馬斯克就曾表示過他們在製造「重型獵鷹」之前以為很簡單,就是把兩枚火箭給當助推器罷了。但是實際搞起來,這不是一般的難。因此首飛時間也一推再推。

在「重型獵鷹」首飛前,馬斯克更是表示:只要沒有損壞到發射臺,發射就算成功。可見其要求之低!

像「重型獵鷹」這種拿兩枚相同一級火箭來當助推器的火箭構型,稱之為CBC,並不新鮮類似的還有美國聯合發射同盟公司的「德爾塔4號」火箭。新鮮的是,這火箭能回收重複使用。

「德爾塔4型」運載火箭,非常漂亮!

火箭發動機是液體火箭的根本:

在火箭發動機這點上,SpcaeX目前只有「梅林」這一款發動機在服役。這款發動機使用液氧為氧化劑,煤油為推進劑。採用燃氣發生器的循環方式,技術上並不是最先進。但是SpaceX的「魔改」把這款發動機的性能發揮到了極致(這很SpaceX),推力已然是原先的兩倍,推重比最高的液體火箭發動機。意思就是,發動機自身的重量與其產生推力的比。通俗講就是最輕的人能搬起最重貨物的比值。

而我們中國則是有龐大的發動機家族,燃料涉及多方面,可以說是全面的。有以四氧化二氮為氧化劑,偏二甲肼為推進劑的發動機。有以液氧為氧化劑,煤油或者是液氫為推進劑的發動機。其中以液氫液氧火箭發動機技術最為複雜,而SpaceX沒有這類發動機。

在發動機循環方式上,我們更是全面。有最先進的分級燃燒循環,燃氣發生器循環,膨脹循環等等方式。

在這科普一下發動機循環方式(通俗講):是指發動機從燃料箱中抽出燃料來燃燒所產生推力的方式。

燃氣發生器循環是指,先從燃料箱中抽出一些燃料進行燃燒來產生高溫高壓氣體,推動渦輪泵工作,這推動渦輪泵的氣體會作為廢氣被排出去。

分級燃燒循環其實與燃氣發生器循環類似,但不同的是,這推動渦輪泵的氣體會注入燃燒室進行二次利用。因此非常高效,技術也最為複雜。

但是SpaceX最新型的發動機「猛禽」就非常厲害,這是一款全流量分級燃燒循環的發動機。更特別的是,這款發動機是以甲烷為推進劑。「猛禽」發動機的推力,是我們目前最大液體發動機推力的兩倍,而且「猛禽」還有不小的改進空間。

全流量分級燃燒循環意思就是,全部的燃料燃燒推動渦輪泵工作再進行燃燒產生推力。是更為複雜和先進的分級燃燒循環。

「猛禽」發動機,特別好看的紫色火焰和馬赫環

再反觀火箭方面,SpaceX也只有兩款火箭在服役:獵鷹9號和重型獵鷹

在這點上,我們中國的火箭家族就非常龐大:長徵2號系列,長徵3號系列,長徵4號系列,長徵5號系列等等。能夠滿足不同軌道,不同要求不同載荷的發射任務。因為SpaceX只有兩款火箭,因此基本上發射任務都被「獵鷹9號」承擔。

我們要知道SpsceX只是一家太空運輸公司,為客戶發射載荷就是以此盈利就是它的用途。

而我們中國航天是承擔了整個國家的航天任務和需要,包括方方面面。資源堪察方面,遙感方面,氣象衛星方面,導航方面,太空開發和利用等等方面,這是SpaceX所不能與其相比的,也是它沒有的。

比如說我們有空間實驗室,SpaceX有嗎?我們有月球探測器,我們有火星探測器,SpaceX有嗎?我們有高分系列衛星,風雲系列衛星,北鬥系列衛星,SpaceX有嗎……我們有載人飛船,SpaceX有嗎?SpaceX:我真的有。

因此我們是強過SpaceX不止一點半點的,更別說NASA了。

SpaceX的厲害也只是上敘的太空運載方面,也就是運載火箭方面。

事實上從發動機上看,SpaceX的主力發動機「梅林」推力也僅90噸左右,而我們「長徵7號」使用的YF-100推力達到了120多噸,同樣的燃料,但是我們的循環方式更先進。再拿上敘的「德爾塔4號」火箭來說,其使用的RS-68發動機推力高達近300噸,更恐怖的是其使用的是液氫液氧燃料。為什麼這麼說呢?因為使用液氫液氧燃料的發動機,因技術受限大多都超不過百噸推力。

SpaceX位於德州的工廠,大型不鏽鋼桶製造現場(狗頭)

我很喜歡SpaceX,因為這個公司充滿了奇蹟和可能,非常的勵志

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