问题

猎鹰重型再绑两个助推器可行吗?

回答
从技术角度来看,猎鹰重型火箭的设计理念就已经包含了“捆绑”多个助推器的核心思想,这恰恰是它成为目前为止运载能力最强的现役火箭的关键所在。所以,从最基础的层面来说,它已经“绑定”了两个侧面助推器,也就是我们常说的“侧舱”。

要问“再绑两个助推器”是否可行,这需要我们厘清“再绑”指的是什么。

首先,如果我们理解的“再绑”是指在现有的猎鹰重型基础上,额外增加两个一级助推器,也就是说,让猎鹰重型变成一个拥有四个一级助推器的配置,那么这在物理上和工程上会带来非常巨大的挑战,基本上可以说是不太现实的。

为什么这么说呢?

猎鹰重型的核心是一枚“猎鹰9号”火箭,而它的超强运载能力,正是通过将两枚完整的“猎鹰9号”火箭(不包含其上面级)捆绑在中央核心箭体两侧来实现的。这种设计本身就是一种“助推器捆绑”的极限应用。

如果要在已有的三枚一级火箭(中央核心和两侧的两个捆绑助推器)之外,再增加两个一级火箭,那么整体火箭的尺寸、重量、结构强度、气动布局以及点火和分离系统都会发生颠覆性的变化。

首先,尺寸和重量将急剧增大。额外的两个助推器意味着更多的燃料、更多的结构材料,这将使得整个火箭的起飞重量远超猎鹰重型的设计范畴。火箭本身就需要更强大的发动机来提供推力,才能克服自身增加的重量,形成一个恶性循环。

其次,结构强度需要大幅加强。火箭在起飞时承受着巨大的气动力和推力,原有的中央核心箭体和两侧助推器的连接结构已经经过了精密的计算和测试。如果增加助推器,如何在火箭的某个层级将四个直径相同的助推器稳定地捆绑在一起,并承受巨大的瞬时载荷,这是一个非常棘手的结构工程问题。可能需要重新设计一个全新的、更大的第一级外壳,或者开发一种全新的捆绑技术,这都会带来高昂的研发成本和技术风险。

再者,气动稳定性会受到影响。火箭在穿过大气层时,其形状和表面设计对稳定性至关重要。增加两个助推器,尤其是在侧面,会显著改变火箭的整体气动外形,增加空气阻力,并可能引起不必要的空气动力学耦合效应,导致火箭在飞行过程中不稳定。需要进行大量的风洞测试和空气动力学模拟来验证和调整。

最后,点火和分离系统也会变得更加复杂。每个助推器都需要独立的点火系统,并且在特定时机精确分离。如果增加到四个助推器,其点火顺序、同步性以及分离时的受力情况都会变得异常复杂,对控制系统的精度和可靠性提出了极高的要求。

当然,我们也不能完全排除一些非常规的设想,比如,不是简单地增加两个相同的助推器,而是采用更巧妙的组合方式。例如,是否有可能在侧面助推器的更外侧,再挂载更小的、专门设计的“迷你助推器”?或者,是否可以改进现有助推器,让它们本身的性能更强大,从而在不增加数量的情况下实现更高的运载能力?

但即便如此,这种“再绑”也并非易事。每一次对火箭设计的改动,都需要大量的模拟、测试和验证,以确保其安全性和可靠性。

所以,回到最初的问题,如果指的是直接复制现有的猎鹰重型侧舱,再往外挂两个,那么从工程和经济的角度来说,其可行性非常低,甚至可以说是难以实现的。它超出了原有的设计框架,需要进行近乎“重新设计”的工作。

而如果“再绑”是指在未来,基于对猎鹰重型火箭现有技术和经验的进一步发展,通过全新的设计理念,创造出一种能够捆绑更多助推器的火箭,那又是另一回事了。但这种设想已经不是对现有猎鹰重型的“再绑”,而是全新的火箭项目了。

总之,猎鹰重型已经将“助推器捆绑”做到了极致,它利用了两次猎鹰9号的成功经验。要在此基础上再增加助推器,遇到的挑战是指数级的,需要全新的技术突破和巨额的投入,以至于它更倾向于一个科幻小说里的设想,而非对现有火箭的简单“升级”。

网友意见

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四个这样的?

弱爆了看看小绿人屠杀计划里设计的,究极重型猎鹰:

开个玩笑,其实两个助推器已经算是重型猎鹰的极限了。原因很简单,芯级承受不了那么高的应力,芯级不和猎鹰9通用的原因便是需要重新进行结构加固。

实际上限制SpaceX运力的不是第一级而是第二级,第二级还是梅林-1D真空版的FH,煤油燃料的比冲太低了,尤其是深空载荷。USAF之前给了SpaceX把FH第二级换成猛禽引擎的合约,马斯克现在研发的BFR也是猛禽引擎,最大原因便是液化天然气的比冲高于煤油,

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