星艦SN8試飛爆炸,不必嘲笑!這是史上第1種有6層甲板的宇宙飛船

2021-01-15 騰訊網

甲板是船特有的結構,用於分割船體內部空間,將其水平分割成不同的功能層,為布置各種艙室、安裝各種設備提供面積。

以前,有甲板的船,只能在海面上航行!現在,Space X公司的星艦(starship)來了。

所以,這樣的場景會真實出現。

休斯頓:殖民者38號,聽到嗎?為什麼2號甲板和3號甲板沒有反應?

殖民者38號:1、2、3號甲板有抱臉蟲,4號甲板已被溶穿。全體船員已經退至6號甲板。

●starship船艙總體布置效果圖。

12月9日,星艦SN8號試驗飛船降落的過程中發生了爆炸事故,相信這不是最後一次實驗,所以在通往成功的道路上失敗,還會有很多很多次。

馬斯克稱SN8降落時墜毀,是由於降落速度太快引起的。

一帆風順有的時候並不一定是一件好事,因為很多隱藏的缺陷都沒有辦法暴露出來。

》星艦是一種不鏽鋼飛船。

這是第1次使用不鏽鋼建造載人宇宙飛船。

如果我們把時間軸撥回到上世紀70年代,前蘇聯也用不鏽鋼建造了一艘載人飛行器,一種不鏽鋼的飛機,這就是著名的米格25。

不鏽鋼的特點就是既耐高溫又耐低溫。而且,奧氏體304不鏽鋼,溫度越低強度越高。

通常宇宙飛船為了減低重量都是用鋁合金製造。但是鋁合金有一個非常大的缺點,不能承受過高的氣動加熱,200度以上的氣動加熱就會讓鋁合金的強度大幅度的降低。

米格25就是為了達到較高的超音速飛行能力,所以選擇了不鏽鋼作為外殼,但是這也有一個巨大的缺點,就是帶來了很大的結構重量。

不鏽鋼雖然比普通鋼材難以加工,但更加耐腐蝕,而且比起鋁合金來要便宜很多。

用不鏽鋼來做飛船外殼,便宜、結實、耐用,實在是居家、旅行常備之佳品。

》把不鏽鋼用在飛船上面,最大的挑戰是面臨較大的結構重量。

所以星艦必須配備強健的發動機,星艦使用的發動機是猛禽。

猛禽使用液氧和甲烷作為推進劑,推力可以達到172噸。

火箭使用的燃料、氧化劑儲存在箱體裡的時候是液態,進入發動機的時候必須是氣態。所以要預熱,用的熱量就是發動機燃燒時產生的熱量。

土星5號發動機噴管上為什麼有一圈一圈的?這些一圈一圈的管道裡,流動的就是低溫的氧化劑和燃料。

但是這種預熱的方法不是最先進的。

starship採用猛禽發動機,全流量分級燃燒。大量的氧化劑和少量的燃料在一個燃燒室中燃燒以後形成高溫富氧氣態噴射物;在另外一個燃燒室中,有大量的燃料和少量的氧化劑燃燒混合以後形成高溫富燃氣態噴射物。兩種氣態噴射物進入發動機主燃燒室以後,混合點火。

這是目前世界上最先進的火箭發動機,比土星5號的發動機比衝更高。

而且space X的恐怖之處,就在於既能做到低成本,又能做到高可靠性。

目前,猛禽第1版的發動機的價格是50萬美元,第2版可能會降低到25萬美元。

全流量分級燃燒發動機,做到高可靠性非常難,所以以往的發動機都是一次使用的。

這其中有一個輸送富氧燃料的渦輪主泵,要在高溫下承受氧氣的腐蝕,所用的抗氧化渦輪材料非常難製造。

雖然猛禽發動機背後的技術大佬是NASA,但是不鏽鋼外殼和像客廳一樣的飛船倉式設計,完全是馬斯克的創新。

》Space X星艦是人類史上第1艘有6層甲板的飛船。

●6層甲板透視圖。

以前的飛船,都是一個大統間,太空人如同沙丁魚罐頭般擠在狹小的空間。

Space X的星艦6層甲板分成4個功能區。第1層甲板,觀測與廚房;第2層甲板,成員艙室。

●一層甲板艙內實景。

●乘員艙效果圖。

第3、4層甲板,醫療、健身;第5、6層甲板,實驗室。

●醫療、健身艙,艙內實景。

星艦內部大空間簡直如同躍層別墅,這是因為星艦的直徑就有9米,一層的面積就有60個平方米。

●航天強國火箭和星艦的對比,中間是中國長徵9號重型運載火箭。

在宇宙空間中完全失重的狀態下飛行,沒有什麼上下左右。以往的很多飛船,包括國際空間站,都是大統艙布置。

》Starship是為了實現大規模外星殖民而設計的。

作為第1代星際移民飛船,在到達目的地以後,基地還沒有建立起來之前,是作為太空人的起居室和避難所的,所以設計成這種客廳的形狀,非常便於太空人的生活和居住。

星艦之前的所有的宇宙飛船隻是一個運載工具!

●星艦艙室平面布置圖。

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以往的飛船大部分情況下都是由地面指揮中心在控制,但是火星上沒有地面指揮控制中心。星艦可以由飛行員完全自己控制,所以保持正常的體位,而不像其他的飛船都那樣躺著,可以讓太空人對飛船的姿態有更清晰的理解。

星艦sn8雖然失敗了,但是不必嘲笑,因為這是在非常高難度和複雜環境下的試飛,如果馬斯克降低飛行試驗的條件的話,立刻就會成功。

離開具體的條件談成功、失敗,就是耍流氓。

Space X公司執意要探索那些人類以前從未踏足的技術線路,多次失敗是必然的,但是人類文明必須邁出這一步。

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