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標題: 跟N1一样不靠谱?星舰下半截并联33台引擎,长九也改用类似設計 [打印本頁]

作者: admin 時間: 2022-6-6 15:56
標題: 跟N1一样不靠谱?星舰下半截并联33台引擎,长九也改用类似設計
近来，马斯克的“星舰”下半截，也就是规划安装33台“猛禽”發念头的“超等重型”火箭焚烧乐成了，固然此次B3样機仅仅只飄眉,是静态焚烧，并未腾飞，并且测试的也仅仅只是3台“猛禽”發念头，但它象征着“星舰”間隔飞出大气层又近了一步。

“超等重型”静态場中投注技巧，焚烧刹時

而说到“超等重型”，除推力跨越此前美國登月火箭“土星”5以外，采纳300系列不锈钢制造箭體以外，最大的特色就是它的33台發念头采纳并列的方法，這讓人想起苏联失败的N1火箭，在21世纪的今天，马斯克和SpaceX為什麼要复旧這一被证实是失败的火箭設計？“超等重型”和完备版“星舰”会重蹈N1火箭的复辙吗？

“超等重型”会重蹈N1的复辙吗？

在答复這個問題以前，讓咱们先回想一下昔時的N1火箭。上世纪50年月末60年月初，為争先实現载人登月和火星探测，苏联决议研制一枚人类汗青上推力最大的火箭，最大推力到达4500吨、最大發射质量2800吨，而火箭高105米、最大直径腳氣噴劑,17米，堪称是庞然大物。

N1是人类汗青迄今為止推力最大的火箭

為实現如斯庞大的推力，N1的第一级并联了30台液氧/火油NK-15（NK-33）發念头（一起头是24台），此中外环24台，用于节制火箭的俯仰和偏航，而中心6台，则用来节制火箭的滚轉。此外，火箭的第二级也安装了8台NK-15V液氧/火油發念头，第三级另有4台NK-21液氧/火油火箭發念头。

N1一级的發念头

如许的設計在人类航天史上是空前的，出格是第一级30台發念头的并联，给火箭的設計带来空前的繁杂性，在随後的4次發命中，4次全数爆炸，不但支出了重大的职員捐躯和财富丧失，同美食論壇,時也致使苏联全部载人登月項目标失败和超重型火箭項目标萎靡不振。

N1焚烧刹時

N1失败的缘由是多方面的，好比政治使命重、研發時候短、总設計師换人、缺乏科學实验步调、設計理念纷歧样、半途點窜設計，将一级火箭發念头从24台增长到30台等等。而从技能角度来讲，最大的“锅”简直要由30台并列的發念头来背，由于它致使了火箭布局設計、燃料管道設計极為繁杂。

N1失败的缘由是多方面的

更加致命的是，30台發念头并列，大大低落了火箭的总體不乱性。這很是好理解，好比一台發念头的不乱性到达99%，那末30台并列以後，它的总體靠得住性将会降到74%，這麼高發念头，只要一台呈現問題，就会激發連锁反响，以致于最後不成整理。而也正由于如斯，以是當大師看到马斯克的“星舰”下半截规划并联33台發念头時，顿時就会想到失败的N1火箭，并認為它也会和N1同样不靠谱。

可是這個理论其实不必定准确

現实上，上世纪五六十年月的苏联不可，其实不象征着21世纪20年月的SpaceX也不可，由于如今的计较機和主動节制體系、质料，都和之前不成同日而语了，咱们不克不及按圖索骥。好比SpaceX的重型猎鹰3次發射，3次全数乐成，此中一次一级火箭就要27台并联的發念头。

重型猎鹰也并联了27台發念头

不但如斯。多台發念头并联，還付與火箭更大的冗余和更强的纠错能力，好比猎鹰9火箭在2012年和2020年的两次發命中，都呈現了一台發念头爆炸的环境，可是發射依然乐成了。現实上，猎鹰9的動力冗余設計容许两台發念头失效，這明显跨越了通例火箭的极限。

猎鹰9两次產生一台發念头爆炸

星舰下半截密密层层的發念头

苏联N1火箭失败最關头的缘由，不是30台發念头并联，而是没有解决多台發念头共振的問題。好比1969年2月21日第一枚N1發射時，先是两台發念头熄火，火箭經由過程调解推力，抵消了负面影响。升空後25秒，焚烧室又呈現压力不足，火箭經由過程涡轮泵主動增大功率，解决了問題。但是當66秒時，残剩28台發念头功率過载，致使管路體系呈現高频振動以後，火箭仅對峙了3秒就產生了大爆炸。

N1更大的問題是共振

N1在研制的時辰，為了赶在美國以前台中當舖，载人登月，連台架共振实行都没有做，若是SpaceX解决了火箭的共振問題，“星舰”就有可能获得乐成。現实上，马斯克也曾担忧太重型猎鹰在跨音速飞翔的時辰，3枚箭芯之間發生共振問題，但究竟证实，他们得到了乐成。

重型猎鹰也曾担忧過共振問題

最後，還要多说一句，据媒體表露，我國正在研制中的长征9重型运载火箭，也调解了方案，在2021最新版的設計方案中，采纳了和“星舰”下半截雷同的多台發念头并联方案，信赖咱们的科學家，必定比我们键盘侠更聪慧，斟酌問題更全面。

长9也改用高發并联的方案

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