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“重型猎鹰”运载火箭

2020-03-26 04:59航天世界 人已围观

简介上海调查公司声明:百科词条人人可编辑,词条创建和修改均免费,绝不存在官方及代理商付费代编,请勿上当受骗。详情 重型猎鹰(Falcon Heavy,简称FH)是一款由美国私立太空公司SpaceX(太空探索...

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  “重型猎鹰”(Falcon Heavy,简称FH)是一款由美国私立太空公司“SpaceX”(太空探索技术公司)建造的可重复利用运载火箭。

  “重型猎鹰”火箭是现役推力最大的运载火箭。其近地轨道运载能力达63.8吨,地球同步轨道运载能力为26.7吨。

  2011 年 4 月份,那时只有三十几岁的马斯克还没有成为“钢铁侠”,SpaceX 和特斯拉也远没有形成如今这样的誉满天下的影响力。但也正是在这样的背景之下,马斯克却通过寥寥几位记者向世界宣告了“他想要造出重型猎鹰火箭”的疯狂想法。

  “重型猎鹰”(Falcon Heavy)运载火箭原计划2013年首次发射,后因各种原因推迟至2018年发射。

  2016年12月28日,SpaceX发布了猎鹰重型火箭首张照片。据称,它将是世界上运载能力最大的火箭,是当时运载能力最大火箭的2倍。

  2017年12月,马斯克曾宣布,该火箭将携带一辆属于他个人的特斯拉跑车,将其发射到一条位于地球和火星之间的环太阳轨道上,并将掠过火星。“太空探索”公司稍后发布了这辆汽车被安装到火箭上的照片。

  2018年1月24日,“猎鹰重型”火箭首次进行火箭发动机静态点火测试。“猎鹰重型”火箭的27个梅林发动机完成了静态点火测试,时间持续约10秒。

  2018年2月7日(北京时间),“猎鹰重型”运载火箭从美国佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空。火箭的两个助推器成功在着陆器区同时回收。但芯级火箭按计划接近大西洋上的无人海上平台试图着陆时,出现故障坠海。火箭携带一辆樱桃红色特斯拉跑车作为载重测试。

  猎鹰重型运载火箭高70米,宽12.2米,重量为1420.8吨,起飞时 27 台梅林1D发动机同时工作,可以提供高达2280多吨的起飞推力

  如果以其近地轨道(LEO)有效载荷63.8吨、最大起飞重量1428吨算,“重型猎鹰”运载系数高达0.0447

  “猎鹰重型”运载火箭一子级采用27台Merlin-1D+发动机,是当前世界上发动机数目最多的火箭。在传统设计理念中,为避免采用多发动机导致复杂的耦合振动、火箭推重比下降、系统可靠性降低等问题,火箭一子级发动机数目通常控制在10台以内。历史上曾有N-1火箭一子级采用了30台发动机,但其四次发射均以失败告终。“猎鹰重型”运载火箭一子级大胆采用了挑战传统的27台发动机方案,但采用先进的设计手段确保了其高可靠性。

  “猎鹰重型”运载火箭所采用的动力冗余技术是指在其主动段飞行过程中,当1台或多台发动机发生故障,在不影响其余发动机正常工作的情况下,箭载控制系统对故障发动机实施紧急关机、故障隔离,继续执行并完成主发射任务的一项技术。该技术极具挑战性,涉及的主要关键技术包括:一是动力系统故障诊断隔离技术;二是弹道在线]

  “猎鹰重型”运载火箭采用了新型轻质箭体结构技术,氧箱利用铝锂合金壳体横造技术既能保证安全又可大幅降低结构重量,燃料箱利用箱壁桁条以及环形结构设计增加其承载能力。整流罩、助推头锥采用的复合材料,确保了质量最轻。该火箭还按照NASA载人发射标准进行了结构安全裕度设计。与其它火箭采用25%的结构安全裕度不同,“猎鹰重型”火箭是按比飞行载荷高出40%的结构安全裕度来设计的。上海调查公司尽管结构安全裕度高于其它火箭,但“猎鹰”重型运载火箭火箭捆绑助推器的重量比高达30,优于史上任何火箭。

  “猎鹰重型”运载火箭一子级各个通用芯级均安装有栅格舵,可用于辅助箭体再入过程中姿态稳定控制,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段及再入过程中收拢于箭体,当火箭一子级减速即将着陆于地面或海上平台之前展开;支腿由液压装置执行收拢展开,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。

  为保证一子级助推器分离时芯级仍有最多的推进剂,达到延长芯级飞行时间、提升火箭运载能力的目标,“猎鹰重型”运载火箭在设计之初拟采用在一子级助推器与芯级之间通过交叉管路连接实现推进剂共用的推进剂交叉输送技术。该技术的实现难度较大,仍有许多难点问题待解决。

  在首飞任务中,“猎鹰重型”运载火箭主要充分利用一、二子级发动机的节流变推力能力,来替代推进剂交叉输送技术实现其拟达到的目标。该方式与采用推进剂交叉输送技术相比可减小火箭设计复杂性,降低风险发生概率。

  “猎鹰重型”运载火箭采用了牵制释放技术,在火箭竖立发射台点火起飞前,通过集成在发射台的牵制释放系统牵制住火箭,同时让火箭发动机竖立发射台低工况工作一段时间,对发动机主要敏感参数进行采集和评估分析,快速判断发动机工作状态,以提升火箭发射可靠性。

  重型猎鹰火箭的助推器分离和一二级分离均采用的无损式“冷分离”模式(主要为冷氮喷射或机械式推杆)也是一大亮点,其相较于更为传统的爆炸式“热分离”无疑会更具优势。

  马斯克希望在猎鹰重型火箭发射成功后,通过它搭载Dragon飞船、实现载人环游月球轨道并安全返回地球的计划,时间则是2018年内。

  重型猎鹰火箭自身的超强性能和绝佳的性价比一举打破了多项世界纪录,使其成为人类现役的火箭中运载能力最强的一款。

  对于美国航天业来说,猎鹰重型火箭的成功发射意味着在航天飞机退役后,美国人又一次有了将宇航员带入太空的能力,无需再依赖俄罗斯飞船。而另一方面,作为世界上运载能力最强的火箭,猎鹰重型火箭的运载能力是最大火箭的两倍,它的成功发射意味着人类探索太空的一个新开端。

  SpaceX利用无人驾驶船舶成功回收了其核心助推器。然而在驶往佛罗里达海岸的途中,这枚助推器却意外坠入海洋

  一年前的今天,北京时间2018年2月7日凌晨4:45,注定是一个里程碑的时刻:SpaceX的猎鹰重型火箭首箭成功发射,将一辆搭载SpaceX宇航服的红色特斯拉跑车送入火星霍曼转移轨道。 这是航天史上值得纪念的时刻,是人类踏上太空征途的重要一步,人类开始走出冷战后航天的低谷期。

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