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主题:在欢呼猎鹰重型成功发射的时候,请不要忘记先驱N1 -- PBS

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家园 在欢呼猎鹰重型成功发射的时候,请不要忘记先驱N1

猎鹰重型是人类历史上第三强大的火箭,现役第一强大的重型火箭,性能抛开现役其它重型火箭几条街。

一句话概括它的构成,相当于搭了27块相同的积木。用三个猎鹰9火箭拼成,1个当芯级,2个当助推器。每个猎鹰9由9台梅林发动机(推力86吨)组成。加上二级1个,全箭总共28个梅林。

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从运载能力来看,猎鹰重型近地轨道运力为63.8吨,远远超过其它美中俄日欧任意一型现役火箭。当年阿波罗登月计划的土星V火箭能力为140吨。N1的能力(95吨)虽然也超过了猎鹰重型,但N1没有成功过。

猎鹰重型是具有回收复用能力的。这个能力目前除了航天飞机其它重型火箭都没有。猎鹰重型虽然是第一次发射,但它不是新火箭,它的两个助推器是先前回收的猎鹰9。

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猎鹰重型1级总共有27台梅林发动机(发动机重量470公斤/台)。

猎鹰重型将积木式的造重型火箭搞成功。人类造重型火箭的思路通常是先造以前没有的,推力更大的发动机,从土星V到长征五都这样。造不出大发动机的就用小发动机代替,N1是这么干的,N1也是这么失败的。N1一级加助推有30台发动机,4射4炸。猎鹰重型虽然一级有27台发动机,但是经过3个9台布置形成的。

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N1的第一级30台NK-15煤油-液氧发动机(单台重量1200公斤,推力55吨)布置

4. 猎鹰重型的进度是很快的,从2011年开始说要弄,到现在攒出来,也就七八年。而且今年开始打商业卫星和美国国防部的卫星。这说明美国的军界和商界是认的。而N1的开发速度也不慢,但是整个设计工作全部采用手工,数万名工程技术人员参与了设计制造,时代差距关公战秦琼无法比较。

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从发动机布置上看出,苏联的N1火箭第一级发动机全部布置在一个箭体上,犯了一个错误,就是把所有的鸡蛋放在一个篮子里,求大而全,结果造成无法控制的共振问题;而猎鹰9采用最多不超过9的布局,减少了箭体直径,也减少了共振。同时也为今后模块化助推器猎鹰重型打下基础。

这里有一个设计思路问题,即在一个箭体上发动机的数量最多可以布置多少台,俄国人不知道,不过在联盟火箭上,他们应该有感觉了,但是没有继续探讨如何修改发动机走猎鹰重型的道路。

联盟火箭发动机布置

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RD-108煤油/液氧发动机,这种发动机推力同梅林发动机推力差不多,但是有4个燃烧室和4个喷管,重量1200公斤,比梅林发动机470公斤差距太大。

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猎鹰重型吸取了N1的教训,同样走便宜的小型高效煤油机道路,但是减少每个模块的发动机数量,只有N1的三分之一,减少了共振的强度,对火箭整体稳定性提供了保证。

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梅林1D发动机

俄罗斯联盟号火箭相当稳定,猎鹰9也相当稳定,由猎鹰9衍生而来的猎鹰重型第一次表现也很稳定。

猎鹰9可以通过模块化变成重型火箭,而联盟火箭则无法搭积木成为联盟重型。

自然界所有生物,都有细胞,小老鼠到大象,细胞细微结构尺寸都差不多,这些细胞数量的多寡决定生物的身体尺寸。

所以用小型发动机搭积木构建大火箭是符合自然法则的。

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