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31台点火!星舰迈出重要一步!猛禽2信息梳理。

2023-02-10 19:38 作者:熹天取经  | 我要投稿

31台猛禽2点火!震撼!猛禽2发动机信息梳理!

 

【测试情况】

SpaceX超重助推33台猛禽同时静态点火测试,震撼!这次33台猛禽2点火,没炸!最终,点了31台,在测试前关闭了 1 台,还有 1 台自行停止。不过,仍然足够让星舰入轨。31台猛禽2点火,瞬间推力超过70吨。超重助推静态点火测试,是星舰首飞前的重要一步。


【猛禽2 VS 猛禽1】

猛禽1和2,都是高3米、喷口宽1.3米,但猛禽2明显更加简洁!具体来说,有四个减。第一,大量管道和传感器没了,很多阀门组合在一起,更简洁干练!第二,拆了发动机护罩。第三,拆了主燃烧室里的火炬点火器。混合良好的热氧气和热甲烷气体在主燃烧室的高温高压下自燃。第四,减了法兰,内部管道相互焊接,而不是通过法兰盘连接。

具体指标的对比。重量,猛禽1是2吨,猛禽2大约1.6吨。最关键的推力,猛禽1海平面推力185吨,猛禽2是230吨,提升25%。马斯克说,猛禽2号产生的峰值推力是247吨,进一步改进能达到250吨。比冲,猛禽1约330秒,猛禽2为327秒。成本,猛禽2是猛禽1的一半儿。

 

【猛禽2 VS RD-180】

推力,RD-180两个燃烧室和两个喷嘴,合计产生386吨的推力。猛禽2,刚才说了230吨保底。成本,RD-180单价,900到1000万美元。猛禽2,有数据说是100万美元,随着量产和可重复使用,可以降至25万美元。重复使用方面,RD-180不能重复使用,猛禽2可以重复使用,有数据说猛禽2可以重复使用50次。

 

【猛禽其它特点】

用SpaceX专有的SX500合金做的,主要成分是铜、铝和钢。少量组件用3D打印。

猛禽的万向节调节范围,很大,在Y轴和Z轴上能进行15度调节。SLS用的RS-25,是12.5度。SpaceX的梅林,是5度。超重助推33台发动机的中间这些就是带万向节的。


【液氧甲烷燃料】

猛禽的燃料用的液氧甲烷。

跟液氧液氢、液氧煤油比,液氧甲烷有很多优点:它的比冲虽然低于液氧液氢火箭,但是甲烷比液氢要便宜。液氧甲烷之间的温差,比液氧液氢之间的温差要小,贮箱的隔温措施会更简单一些。液氢密度低,贮箱就得大,甲烷密度高,贮箱小。液氧甲烷,不像液氧煤油会结焦,这是发动机重复使用的非常重要的一点。


【全流量分级燃烧发动机】

对猛禽发动机,还有一句很关键的评价,最先进、最高效的“全流量分级燃烧发动机”。

先来说,火箭发动机怎么干活呢?火箭发动机,要把燃料送进燃烧室,燃烧,产生高速喷流,推动火箭飞啊飞。如何把燃料送到燃烧室呢?这就需要一个燃料泵。那这个燃料泵,也需要有动力来驱动。用什么驱动呢?用火箭本身的燃料。所以,先搞一个小的涡轮发动机,就是发生器,让火箭本身自带的氧化剂、燃料混合燃烧以后,驱动这个泵,然后才能把火箭的燃料送到燃烧室里去。

全流量分级燃烧发动机。两个关键词,全流量、分级。

分级,就是燃料要烧两次。一个叫富氧燃烧,燃烧大量液氧和少量甲烷。产生两个效果,把液氧加热成气态的氧,燃烧产生的热量驱动涡轮带动液氧泵。富燃燃烧过程,用大量甲烷和少量氧进行燃烧。结果是,把液态甲烷加热为气态,产生的热量驱动涡轮再带动燃料泵。然后,富氧燃烧的尾气,富燃燃烧后的尾气,都会再进入发动机的燃烧室,再烧一次,喷出去,产生推力。很显然,分级燃烧最大的优势,就是把燃气发生器的尾气接入到整个回路当中了。

那全流量,就是全部的燃料、氧化剂都经过富氧燃烧和富燃燃烧的过程。

很显然,全流量分级燃烧的最大好处,就是火箭推进剂的利用效率要高。

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