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如何正確地“黑”SpaceX(一):從梅林引擎開(kāi)始
關(guān)鍵字: 馬斯克梅林引擎液氧煤油【文/觀察者網(wǎng)專(zhuān)欄作者 查攸吟】
自從2010年起,美國(guó)的太空探索技術(shù)公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)SpaceX)已近乎發(fā)展成為了一種流行文化。有狂熱的粉絲、也有相關(guān)的文化圖騰、更有無(wú)數(shù)力挺的跨界著名關(guān)注者,至于在航天業(yè)界的同行們,無(wú)論是否對(duì)其認(rèn)可,都已無(wú)法忽略這家企業(yè)。其名之盛,以至于目前其相關(guān)新聞已被國(guó)內(nèi)許多營(yíng)銷(xiāo)團(tuán)體或者個(gè)人包裝用于各類(lèi)營(yíng)銷(xiāo)目的。
SpaceX公司位于肯尼迪航天中心的LC39A號(hào)機(jī)庫(kù)進(jìn)展,照片攝于2015年6月,當(dāng)時(shí)尚未完工
當(dāng)然,這種現(xiàn)象并不奇怪。截至2015年末該公司的獵鷹9號(hào)運(yùn)載火箭(Falcon-9)完成了至少6次發(fā)射,把多顆航天器送入軌道。作為一種宣稱(chēng)近地軌道有效載荷13噸、典型發(fā)射任務(wù)報(bào)價(jià)只有5400萬(wàn)美元的“經(jīng)濟(jì)適用型”中型運(yùn)載火箭,獵鷹9號(hào)的實(shí)用、可靠已經(jīng)得到證明。時(shí)至今日,其發(fā)射過(guò)的最昂貴的載荷,乃是歐洲衛(wèi)星公司的SES-9同步軌道通訊衛(wèi)星,重約5.3噸。然而,上述這些并非令SpaceX揚(yáng)名之處。
馬斯克同時(shí)也是著名電動(dòng)車(chē)企業(yè)特斯拉的老板。該公司與SpaceX一樣精于新媒體營(yíng)銷(xiāo):專(zhuān)利沒(méi)多少,名氣卻很響,依靠?jī)?yōu)良的外觀和人機(jī)界面設(shè)計(jì),其產(chǎn)品給人感覺(jué)高端大氣上檔次。然而特斯拉公司大量購(gòu)買(mǎi)業(yè)界其他企業(yè)的成熟標(biāo)準(zhǔn)件,然后加以自行拼湊組裝,并依靠死命堆電池“解決”純電動(dòng)車(chē)的續(xù)航問(wèn)題??梢哉f(shuō),馬斯克掌握的這兩家企業(yè),其有著相似的企業(yè)文化內(nèi)核。
最吸引眼球的是——迄今為止獵鷹9號(hào)回收型,共進(jìn)行了6次第一級(jí)垂直回收試驗(yàn),有一次獲得圓滿(mǎn)成功(載荷入軌+回收成功),剩下的幾次也部分成功(載荷入軌+回收失敗)。
眾所周知,SpaceX的創(chuàng)始人艾隆·馬斯克并非航天專(zhuān)業(yè)出身,但是自創(chuàng)辦SpaceX以來(lái),他搞得有聲有色。這一切是怎么做到的?
下面,讓我們離開(kāi)神話(huà)和贊語(yǔ),從各個(gè)方面去對(duì)這家企業(yè)去做一個(gè)剖析,以期待對(duì)其成功做出有益的解讀。
從梅林引擎開(kāi)始
眾所周知,發(fā)動(dòng)機(jī)是決定運(yùn)載火箭性能的最關(guān)鍵因素,也是決定一枚火箭的基礎(chǔ)。沒(méi)有合適的發(fā)動(dòng)機(jī),就不存在火箭。因?yàn)檫\(yùn)載火箭幾乎就是圍繞著發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。而目前,除去尚在試制階段的,采用液氧甲烷燃料的猛禽(Raptor)上面級(jí)引擎,以及隨著獵鷹9火箭投入使用而靠邊站的紅隼(Kestrel)上面級(jí)引擎,采用液氧煤油燃料的梅林發(fā)動(dòng)機(jī)是SpaceX目前唯一的臺(tái)柱。
正在試車(chē)中的紅隼上面級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)。很明顯的,這是一種設(shè)計(jì)被用在真空中使用的小型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)
梅林發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)源頭頗為駁雜,技術(shù)來(lái)源眾說(shuō)紛紜。由于公司方面從未做出過(guò)明確的表態(tài),所以各路粉絲和想看笑話(huà)的,往往本著各自的立場(chǎng)滿(mǎn)世界為其“找爹”。不過(guò),美國(guó)的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)雖然繁復(fù)浩瀚,但萬(wàn)變不離其宗,其技術(shù)傳承和演進(jìn)是有一個(gè)較為明確的路線(xiàn)與參考的。
大致上,我們由于梅林引擎的針?biāo)ㄊ絿娮鞓?gòu)造,將其視為阿波羅下降段引擎演進(jìn)線(xiàn)上的產(chǎn)物。而且在其具體的設(shè)計(jì)思想上,明顯是參考了馬歇爾航天中心的Fastrac廉價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)。
當(dāng)然,上述說(shuō)法必然得罪不少人。
反對(duì)的理由之一,便是梅林引擎和登月艙下降級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)連燃料都不一樣,只不過(guò)都采用了針?biāo)ㄊ絿娮於?。至于Fastrac廉價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)……“如此推力有何資格和獵鷹相比”。所以按照其邏輯,梅林引擎應(yīng)該和圣杯一樣,乃是神對(duì)馬斯克的恩賜,只恨不能把火箭都吹成是他的創(chuàng)造。
Fastrac低成本發(fā)動(dòng)機(jī)的使用者,可復(fù)用運(yùn)載火箭計(jì)劃的低成本試驗(yàn)平臺(tái)——無(wú)人駕駛飛船X-34
不過(guò),無(wú)論粉絲們?nèi)绾畏裾J(rèn),出身湯譜森-拉莫-伍爾德里奇公司的SpaceX的總工程師Tom Mueller,畢竟是在TR-106引擎(使用針?biāo)ㄊ絿娮?,氫氧燃料)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。在其投奔新東家后,適當(dāng)借鑒參與過(guò)的項(xiàng)目,取其精華加以利用,實(shí)在也屬于情理之中的事情。而針?biāo)ㄊ絿娮斓膬?yōu)點(diǎn)也非常的多。包括穩(wěn)定性好、加工維護(hù)便宜、節(jié)流調(diào)速容易等。那么,在相關(guān)專(zhuān)利已經(jīng)失效的前提下借鑒過(guò)來(lái),也是合情合理的。
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