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catcat评价运载火箭技术水平的优劣,就两个主要指标:一是发射成功率,二是运载系数。
SpaceX的猎鹰-9和重型猎鹰系列火箭,从2016年至今,连续发射成功近200次,这可靠性安全性是目前的世界第一,远超第二名联盟火箭。猎鹰-9低轨运载系数3.9%,重型猎鹰4.2%,星舰可以达到近5%。这项也是世界第一。要知道,中国水平最高的长征5,只有2.8%。在这些硬指标面前,作者有什么资格瞧不起人家的?
运载火箭技术水平的优劣比较,可远不止发射成功率和运载系数那两个指标。这两个指标只是专门用于凸显中国火箭不行,才被特意找出来的。长五的构型设计比较特殊,他是一级半入LEO轨道,二级半打GTO轨道。猎鹰9是二级火箭,LEO和GTO轨道都打。所以你用专打LEO轨道的长五和猎鹰9比,其实不公平。长五的二级半构型能打GTO轨道,其实也能打LEO轨道,打LEO轨道至少32t,你算算运载系数是不是3.8%以上了。长五改改,其实调整一下打LEO35-40t都有可能,只是看航天科技集团干不干而已。星舰那个LEO近5%是作为一次性运力,官方说可以达到250t来说的。其实空叉星舰达到这个指标是付出代价的。那个代价就是它载荷舱和二级必须设计为刚性连接的(载荷舱不分离)。结果就造成星舰一开始就没有载荷投掷能力,所以空叉马斯克,天天扯运人去火星,比较现实的事他决口不谈,比如ISS之后的大型商业空间站。空叉其实没怎么参合,或者参合的想法是半残的,你仔细想就知道,用星舰二级做空间站,首先50m高度的箭体就废了一面,侧边4个方向(象限)是半残的,机头部分那面还是半废状态,整个火箭就一个对接口。你见过哪家的空间站就一个对接口的?星舰第二级和载荷舱整合在一起,最大的好处是箭体结构设计偷懒了很多。真正的火箭级间连接都是软的,因为不能刚性固定,不然怎么分离?连接强度不够,所以真正受到压力的时候,级间很容易出问题,所以火箭飞行控制研究的是,多阶倒立摆。重型火箭这部分难度是很大的。空叉的星舰设计,只需要处理最大二阶倒立摆即可,SLS目前是2级火箭实际要处理3阶,原来还有3级的方案,现在不好说。长九是三级火箭,需要4阶倒立摆。
星舰这个火箭,把长径比用到了极限,所以潜力基本就用光了。长径比也会限制他二级必须和载荷舱刚性连接。新长九其实为了照顾面向深空的第三级,所以一二级装的燃料不如星舰多,长九真要是抄星舰设计,火箭高度肯定能更高,燃料会装更多,因为直径大,体积大,长径比一样的话,直径粗的燃料肯定装的多。这也是你为啥会算出长五运载系数低,猎鹰9运载系数超高的问题,实际上长五低轨运载系数低,是第二级的体积让出来给货物了。两级半版长五的载荷空间比猎鹰9大,猎鹰九那个低轨发射质量18吨,除了他自家的刀片卫星,谁家的卫星能做到那个密度?重猎其实也这个问题,他的载荷舱,一直就只是6吨级卫星的标准设计。除了装砖头,那个货舱放不了60吨以上的空间载荷。正常的空间载荷,60吨需要星舰那么大的载荷空间(800-1000立方米)
最后说一下,星舰的载荷舱其实很小的。SLS2的LEO运力是130吨,整流罩容积是1800立方米,星舰的封闭式载荷舱容积是1000立方米左右。即便未来空叉能解决蚌式开舱的问题,有效货物的容积也就700立方米左右,和真正舱门尺寸有关。长九的有效货物融资不会比SLS2小。未来空间大型载荷,密度都很小的,都是体积大。空叉那个货舱装液体,100-150吨甲烷和液氧,也就占它9米直径18米高的货舱柱段的2-3米高。但是要蚌式货舱运输的卫星或者空间站模块,那个体积也就50吨左右,除非你再加满几十吨的燃料。
所以星舰确实不咋地,NASA没太当回事,当年HLS中标,不是因为空叉方案真好,是国会砍预算,直接剩下两家出局,空叉自动中标。NASA现在HLS在推进新的方案。配套阿尔忒弥斯5以后的发射的,那个才是重头戏。
空叉作为一个航天企业很了不起,但是拿它和一个国家的航天研发去比还是太弱了。所以空叉的星舰对与空叉自己而言是伟大的产品。对于一个国家或者人类航天而言,它只是混乱而已。干扰了正确的技术方向。证据就是上面我说的NASA的阿尔忒弥斯计划。
今天你可能觉得星舰很美,就如同当年朱姆沃尔特驱逐舰和濒海战斗舰刚出来那会。现在呢?美国海军抄中国055的作业已经是公开的秘密了。NASA未来肯定不会抄空叉的作业的。
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