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走进世界最强运载火箭——重型猎鹰

来源:科普中国-军事科技前沿  作者: 发布:2018-06-02 05:04:24

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发射升空的重型猎鹰运载火箭(来源:SpaceX)

这核心原因,其实是需求的问题。冷战之后,类似于登月这种伟大的超级航天计划已经不多见了,而当前的运载火箭,主要服务于商业发射、近地航天和太阳系内无人探索。这些任务仅仅是用本世纪的所谓大型火箭就可以完全满足需求,而且显得更加经济。

但是,在21世纪,随着一系列远地载人项目的上马——包括深空之门月球轨道空间站计划和火星载人探索计划,人类开始重新需要大运载能力的重型运载火箭了。另一方面,更多的互联网卫星计划迫使spaceX开始探求一种新的方案——使用大运载能力火箭一次性投送大量卫星,来降低单颗卫星的发射成本。

重型猎鹰火箭的设计非常有趣,其芯级的一级火箭和两个助推火箭的构型完全一致,都是使用猎鹰九号火箭的一级火箭改装而来。

一个猎鹰九号火箭的一级,也就是重型猎鹰火箭一级的三分之一(来源:SpaceX)

这一模式被称为并联芯级火箭,猎鹰九号的运载能力高达二十余吨,三枚并联更是威力无穷。并联芯级火箭之前在德尔塔IV型就有体现,其也是三个相同的芯级并联形成一级。

但是与之不同的是,猎鹰九号本身就有九个梅林火箭发动机,三个并联更是达到了27个发动机,很多人担心这会重蹈前苏联N1超重型运载火箭的覆辙。

前苏联N1超重型运载火箭足足有30台火箭发动机,近地轨道设计运力接近一百吨之多。但是其发射记录可以说是惨不忍睹——四次发射,四次失败。

但是,N1火箭的本质相当于30枚火箭一齐构成了一级。而重型猎鹰根据spaceX的官方说法,那就是“三枚猎鹰火箭在同时飞行”,三枚火箭都有自己的独立控制系统,事实上是降低了系统的复杂程度的。另一方面,N1火箭与现在的重型猎鹰火箭的时代差距足足有五十年之多,计算机和飞控技术的发展使得N1火箭看起来就像是个巨型的史前玩具,要知道N1火箭的主控计算机数十台上百台并联的情况下,计算力也无法与你现在手中的手机相比。

重型猎鹰火箭发射之后,三个芯级都会全推力启动来让重型猎鹰火箭快速升空。在短暂的飞行之后,其中间的芯级就会快速降低推力,而让左右两个助推芯级全推力运行。

助推芯级将很快耗尽燃料,然后脱离,开始他们的返航之旅。

没错,虽然重型猎鹰重达千吨,但是其毕竟相当于三个独立的猎鹰九号火箭,也将如同普通猎鹰九号火箭一样返航回收。两个脱离的助推器将首先使用格栅舵控制自己的方向落向着陆场,然后开启主发动机,经过三次点火然后将火箭的速度降低并缓慢的停在陆上着陆场。

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责任编辑:张颖姝
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