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SpaceX重型猎鹰火箭升空系首次商业发

来源: 作者: 2019-04-25 18:53:58

重型猎鹰是目前现役运载能力强大的火箭,本次商业发射搭载了1颗Arabsat公司的通信卫星。

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1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、络和信号服务。

首次商业航天发射

由于天气缘由,发射已推迟了很多次,主要是担心不稳定的天气,积雨云和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,是目前现役的运载能力强大的火箭。每次发射的价格是9000万美元。

俯瞰肯尼迪航天中心。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,该发射场非常着名,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NASA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,但还历来没使用过。

现役运载能力世界

重型猎鹰火箭是能够部份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强火箭,在历史上也能排到第四名。前3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到达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。

固然,还是50年前曾把人类送往月球的“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%的充裕,而通常火箭的结构强度富余度只有25%,该火箭具有把人送往月球和火星的能力。

密密层层的发动机

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,当冲出大气层以后,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持,反而会下落推力。

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。

研发进程很曲折

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,但由于多种缘由首次试飞推迟到5年后的2018年。把三个猎鹰火箭绑在一起构成一个更大火箭比想象的更加困难。马斯克也不能不承认,当年太低估困难了。

可部份重复使用

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进程中姿态稳定控制,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进程中收拢于箭体,当火箭一子级减速,行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)。支腿由液压装置实行收拢展开,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落6000万美元。

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