最近,馬斯克的SpaceX在其位于德克薩斯州的麥格雷戈工廠測驗了一次猛禽2號發動機。依據SpaceX公布的實時測驗視頻,發動機在焚燒4秒后就封閉了,現場噴出大量的火焰和煙云,成果很不抱負,明顯失利了!
據悉,這是一次稀有的失利,而上一次發生這種狀況,還是1月份,當時也是在麥格雷戈工廠進行的測驗,在那一次失利的測驗過程中,發動機內部的部分部件都被融化了。
現在SpaceX的獵鷹火箭運用的是梅林發動機,不過它運用的是液氧火油推動劑,不能滿意未來載人登陸火星的使命。因而,SpaceX很早便開發了猛禽系列發動機,2016年SpaceX還正式發布了猛禽發動機的參數,估計海平面推力300噸。
(圖注:星艦SN9卸下來的猛禽發動機SN44)
SpaceX方案將猛禽發動機用在其新一代的Starship火箭上,這款新型火箭將用于履行行星際使命,在火星上建立人類據點。
猛禽2號是新一代的猛禽發動機。從外觀上來看,猛禽2號比猛禽1號更為簡練。猛禽1號的海平面推力為185噸,而猛禽2號方案達到至少230噸的推力,最高達到250噸的推力。不過,離當初設定的目標還有點距離。
在火箭推動技能還沒有取得重大突破的當下,SpaceX研制的Starship火箭仍然是化學燃料火箭,而且是液體燃料火箭。
猛禽2號發動機運用液態甲烷作為燃料,液態氧作為氧化劑,這兩種物質混合后,會在焚燒室中焚燒并產生很高的壓力,然后從火箭尾部敏捷噴出,從而產生很高的推力。
依照這個原理,猛禽2號發動機為了完成230噸推力這個目標,焚燒室所要承受的壓力將比上一代更高。
不過,SpaceX并不是唯一一個研究液氧甲烷火箭發動機的,亞馬遜創始人貝索斯的藍色起源也在研究這一類型的火箭發動機,代表型號為BE-4,推力和猛禽2號相差不大。
固體燃料火箭和液體燃料火箭,誰優誰劣?
這里簡單介紹一下,液體火箭和固體火箭的首要區別在于推動劑形狀的不同。
液體火箭選用液體推動劑,別離儲存在火箭的氧化劑箱和燃料箱中,作業時再將它們輸送入發動機的焚燒室;而固體火箭選用固體推動劑,無需儲存和輸送,推動劑就儲存在發動機焚燒室內。
至于好壞,各有千秋。
液體推動劑由于活性比較強,不容易存儲,在運用前才進行加注,這會拉長火箭的發射周期;而固體推動劑現已預先混合加注好了,發射前的預備周期短,使之具備了快速反應才能。
不過,液體推動劑焚燒時功率更高,火箭推力也就更大。比照之下,在相同的載荷下,液體火箭具有更強的運載才能。而且液體推動劑不想用時能夠像天然氣相同敏捷封閉閥門,而固體火箭就像竄天猴相同,一旦焚燒就沒辦法控制。
基于它們的好壞,現在航天領域用的都是液態火箭,因為液體火箭運載才能強、可控性高,所以SpaceX持續研究液體燃料火箭也在預料之中。
化學燃料火箭推動技能,現在現已發展到極限了,要想取得更大的推力,就只能將火箭造得更大。至于核燃料火箭等新型火箭,未來10年應該都不或許成真,化學燃料火箭還將持續發揮它的價值。
(圖為土星5號運載火箭)
作為液體火箭發動機,SpaceX的猛禽2號并非最強,還不及RS-68。RS-68火箭發動機是美國研制的世界上推力最大的液氫液氧火箭發動機,推力300噸,被用作德爾塔4號重型運載火箭的第1級。至于俄羅斯推力最大的液氫液氧火箭發動機則是RD-0120,推力為200噸。
現在世界上現役最強壯的液體火箭發動機是俄羅斯的RD-171(RD-170的改進型),選用液氧火油推動劑,單臺推力約800噸,比從前用于土星5號火箭一級的F-1液氧火油火箭發動機(推力約680噸)還強。此外,RD-170的降級衍生版本有RD-180、RD-191、RD-151等。
重視我,咱們下次見。