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如何正确地“黑”SpaceX(一):从梅林引擎开始
关键字: 马斯克梅林引擎液氧煤油【文/观察者网专栏作者 查攸吟】
自从2010年起,美国的太空探索技术公司(以下简称SpaceX)已近乎发展成为了一种流行文化。有狂热的粉丝、也有相关的文化图腾、更有无数力挺的跨界著名关注者,至于在航天业界的同行们,无论是否对其认可,都已无法忽略这家企业。其名之盛,以至于目前其相关新闻已被国内许多营销团体或者个人包装用于各类营销目的。
SpaceX公司位于肯尼迪航天中心的LC39A号机库进展,照片摄于2015年6月,当时尚未完工
当然,这种现象并不奇怪。截至2015年末该公司的猎鹰9号运载火箭(Falcon-9)完成了至少6次发射,把多颗航天器送入轨道。作为一种宣称近地轨道有效载荷13吨、典型发射任务报价只有5400万美元的“经济适用型”中型运载火箭,猎鹰9号的实用、可靠已经得到证明。时至今日,其发射过的最昂贵的载荷,乃是欧洲卫星公司的SES-9同步轨道通讯卫星,重约5.3吨。然而,上述这些并非令SpaceX扬名之处。
马斯克同时也是著名电动车企业特斯拉的老板。该公司与SpaceX一样精于新媒体营销:专利没多少,名气却很响,依靠优良的外观和人机界面设计,其产品给人感觉高端大气上档次。然而特斯拉公司大量购买业界其他企业的成熟标准件,然后加以自行拼凑组装,并依靠死命堆电池“解决”纯电动车的续航问题。可以说,马斯克掌握的这两家企业,其有着相似的企业文化内核。
最吸引眼球的是——迄今为止猎鹰9号回收型,共进行了6次第一级垂直回收试验,有一次获得圆满成功(载荷入轨+回收成功),剩下的几次也部分成功(载荷入轨+回收失败)。
众所周知,SpaceX的创始人艾隆·马斯克并非航天专业出身,但是自创办SpaceX以来,他搞得有声有色。这一切是怎么做到的?
下面,让我们离开神话和赞语,从各个方面去对这家企业去做一个剖析,以期待对其成功做出有益的解读。
从梅林引擎开始
众所周知,发动机是决定运载火箭性能的最关键因素,也是决定一枚火箭的基础。没有合适的发动机,就不存在火箭。因为运载火箭几乎就是围绕着发动机来进行设计的。而目前,除去尚在试制阶段的,采用液氧甲烷燃料的猛禽(Raptor)上面级引擎,以及随着猎鹰9火箭投入使用而靠边站的红隼(Kestrel)上面级引擎,采用液氧煤油燃料的梅林发动机是SpaceX目前唯一的台柱。
正在试车中的红隼上面级发动机。很明显的,这是一种设计被用在真空中使用的小型火箭发动机
梅林发动机的设计源头颇为驳杂,技术来源众说纷纭。由于公司方面从未做出过明确的表态,所以各路粉丝和想看笑话的,往往本着各自的立场满世界为其“找爹”。不过,美国的火箭发动机型号虽然繁复浩瀚,但万变不离其宗,其技术传承和演进是有一个较为明确的路线与参考的。
大致上,我们由于梅林引擎的针栓式喷嘴构造,将其视为阿波罗下降段引擎演进线上的产物。而且在其具体的设计思想上,明显是参考了马歇尔航天中心的Fastrac廉价发动机。
当然,上述说法必然得罪不少人。
反对的理由之一,便是梅林引擎和登月舱下降级发动机连燃料都不一样,只不过都采用了针栓式喷嘴而已。至于Fastrac廉价发动机……“如此推力有何资格和猎鹰相比”。所以按照其逻辑,梅林引擎应该和圣杯一样,乃是神对马斯克的恩赐,只恨不能把火箭都吹成是他的创造。
Fastrac低成本发动机的使用者,可复用运载火箭计划的低成本试验平台——无人驾驶飞船X-34
不过,无论粉丝们如何否认,出身汤谱森-拉莫-伍尔德里奇公司的SpaceX的总工程师Tom Mueller,毕竟是在TR-106引擎(使用针栓式喷嘴,氢氧燃料)的开发过程中积累了丰富的经验。在其投奔新东家后,适当借鉴参与过的项目,取其精华加以利用,实在也属于情理之中的事情。而针栓式喷嘴的优点也非常的多。包括稳定性好、加工维护便宜、节流调速容易等。那么,在相关专利已经失效的前提下借鉴过来,也是合情合理的。
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- 责任编辑:荀越
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