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火箭实验室公布“中子”火箭设计更多细节

航小宇  · 公众号  ·  · 2021-12-03 09:10

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“中子”采用与众不同的设计,意在实现快速重复使用,并在发射费用上能够与其它中型火箭竞争

【《航天新闻》12月2日报道】 火箭实验室公司12月2日公布了其“中子”中型火箭设计的新细节,称该箭独特的设计方案意在实现高频度、低成本重复使用。

该公司是在一段简短的视频介绍中公布“中子”更新后的设计方案的。由碳纤维材料制造的该箭底部直径7米,立在固定式着陆支腿上,上部逐渐变细。那样的设计意在减小再入过程中箭体的热载。火箭最终将落回到发射场。

火箭被称为“饥饿的河马”的整流罩不是要在发射过程中抛掉,而是会分四瓣打开。在火箭把轻型一次性使用上面级连同有效载荷投放出去之后和再入之前,整流罩会重新合上。该箭在对一级实施回收的情况下将能把8吨重的有效载荷送入低地轨道,而若让一级只用一次就扔掉,低轨运载能力可达15吨。

“中子”将由称为“阿基米德”的一款新型发动机提供动力。这款发动机采用甲烷和液氧推进剂,推力约为22.5万磅力(合1兆牛)。一级将设7台“阿基米德”发动机,而上面级将只配备一台真空优化版的该型发动机。

公司首席执行官贝克在接受采访时说:“我们真的是从一开始就按重复使用来对该箭进行优化的。每项决策都是围绕着那一点。”他说,那包括早早就定下的一条,即要让一级能在着陆后24小时内重新投入下次发射。他说,“那不是因为我想让该箭每24小时就再发一次,但它影响着所有设计决策”。他说,那项设计要求促使公司做出了让火箭回到发射场而非落到驳船上等决定,也是让火箭选用甲烷而非煤油燃料的一个因素,因为后者会产生积炭,而从发动机中清除积炭需要花时间。

尽管“阿基米德”是一款新设计,但贝克称公司有意决定不要去挑战其性能极限。他说,“那不是我们的创新点”;“我们要做的是建造一款极其可靠、能一次次使用的发动机”。相反,火箭实验室把重点放在火箭结构上。与“电子”火箭一样,该箭箭体结构也将采用碳纤维材料,但将采用称为自动铺带的一项新技术,能让复合材料结构建造速度达到每分钟几米。贝克指出,比较而言,金属3D打印技术的结构生产速度是每分钟数毫米。

贝克说,“结构质量效率差才会要求发动机有高性能,所以如果结构效率很高的话,那么你就能在发动机上搞搞鬼了”。他称这将让公司能够避免形成所谓的“末日之环”,也就是火箭部件重量增加要求多带推进剂,由此又导致贮箱和其它结构重量增加。

其它一些公司拒用复合材料是因为其与不锈钢等金属比起来费用高,比如太空探索公司在其“星船”研制项目上。贝克说,“复合材料的名声是被不懂如何造复材的人败坏了”;“我们的办法速度极快,而且极省钱”。

火箭实验室3月份首次宣布要搞“中子”火箭时曾表示,该箭会在2024年从弗吉尼亚州沃洛普斯岛首飞。该公司在本次视频介绍中没有说到首飞时间和地点。贝克在接受采访时说,2024年首飞仍是努力目标。

他称“这是一项攀登起来非常陡峭的研制计划”,但同时表示公司将充分利用此前已在“电子”火箭上得到验证的技术,包括航电设备和阀门等。该公司借与一家SPAC类公司合并实现上市所筹得的资金将足够“中子”火箭研制之用。贝克说,“我们希望2024年把某种东西立到发射台上,会非常积极地去争取实现那一目标”。







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