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军工黑科技 2021-12-04

中国航天屡传捷报,美国 SpaceX 马斯克却警告员工恐面临破产危机

继 " 中星 1D" 卫星发射成功后,我国高科技研发又传来好消息,空天飞机研发进度再提速。据中国航天报消息,中国航天科工三院首次完成 " 云龙 " 发动机预冷器 Ma5 热态试验,实现了在一毫秒的时间,直接降温 1000 ℃,成功达到了试验目的,且多项指标国内领先,其最大温降、最高温度和最大流量等 3 项指标均达到国际先进水平。

说起 " 云龙 " 发动机,大家其实是很陌生的。但是只要提及空天飞机,广大军迷们就比较兴奋了。" 云龙 " 发动机,正是空天飞机的动力所在。它是基于液氢燃料的多循环深度耦合预冷发动机,专门为单级/两级入轨运载器、空天飞行器等等上面而进行研发设计的。按照相关的设计," 云龙 " 发动机被用在空天飞行器上面的话,能够助推飞行器像飞机一样实现从地面的水平起飞,而且降落的时候也能水平降落。

航天飞行器一般使用的是涡轮发动机,但是这其中存在一个非常重要的问题,那就是在 3 马赫以内的较低速区间,涡轮发动机的运行状态势平稳的,但一旦是超过 3 马赫的高超声速,涡轮发动机就会出现来流过快、温度升高的问题,这样一来,涡轮发动机的运行状态很不平稳。而 " 云龙 " 发动机这种预冷动力就成了空天飞机动力的新方向,瞬间降温可以防止发动机被焚毁,航天涡轮发动机在高速运转超过 3 马赫时,预冷发动机可以瞬间对涡轮发动机进行冷却,这对提升发动机的效能、性能也有重要作用。

目前预冷动力技术是新型空天往返飞行器最为理想的动力之一,按照相关的计划,未来几年之内," 云龙 " 发动机会比预计早一点面世,届时我们的运载火箭将会有更多的空间分配给 " 乘客 "。据了解," 云龙 " 发动机将在可重复使用单级 / 两级入轨运载器、空天飞行器中承担动力提供的重任,打造速度远胜于飞机的飞行器,令人十分期待。

不过,和中国航天如此一片辉煌的情形相比的美国著名火箭公司 SpaceX 可能面临破产?据今日俄罗斯电视台 12 月 1 日报道,美国太空探索技术公司 ( SpaceX ) 创始人埃隆 · 马斯克警告,如果无法解决 " 猛禽 " 发动机制造危机,SpaceX 将面临破产风险。

马斯克 11 月 26 日发送给全公司员工的一封电子邮件称," 猛禽 " 制造危机比数周前的情况差得多,如果 " 猛禽 " 发动机的数量不足以支持 " 星舟 "(Starship)的飞行频次在明年达到至少每两周一次,那么 SpaceX 将面临真实的破产风险。马斯克在邮件中写道,他原本打算在感恩节假期休息,但在了解 " 猛禽 " 发动机的生产进度后,他于 11 月 26 日的晚上前往 " 猛禽 " 发动机生产线。

12 月 1 日,马斯克在自己的社交媒体上发布消息称:" 如果严重的全球经济衰退导致资本的可用性或者流动性枯竭,那么 SpaceX 在星链(Starlink)和星舟上损失了数十亿美元,虽然 SpaceX 破产不太可能,但并非不可能。" 他写道:" 要想从一场灾难中恢复,大家都要出力。" 据 CNBC 报道,SpaceX 推进部门副总裁赫兹利在离职前就已经离开了 " 猛禽 " 的开发工作,马斯克在他的邮件中指出,公司领导层从那时起就一直在调查这个项目的问题,并且发现情况 " 比马斯克之前想象的要严重得多 "。

为了发射足够的人员、物资、电力、技术和更多资源,在火星上建立能够自给自足的人类基地,SpaceX 决定开发星际飞船发射系统。仅星际飞船就需要 6 个 " 猛禽 " 发动机。星舰是 SpaceX 正在开发的巨大的下一代火箭,用于向月球和火星运送货物和人员的任务。该公司正在得克萨斯州南部的一个设施中测试星舰原型,并已进行了多次短期试飞。但是,为了进入轨道发射,火箭原型将需要多达 39 个 " 猛禽 " 发动机,这就需要大幅提高发动机的产量。

然而,SpaceX 正面临着 " 猛禽 " 的量产危机。这意味着,该公司很难生产足够多的高科技火箭发动机来支持 2022 年测试星际飞船和超重型火箭助推器的计划。在计划的试飞中,SpaceX 将使用 29 个 " 猛禽 " 发动机为超重型火箭助推器提供动力。因此,在星际飞船和助推器还无法重复使用的情况下,每次发射意味着该公司都将损失 35 个 " 猛禽 " 发动机,这个成本是巨大的。

据悉," 猛禽 " 是一种强大的甲烷 - 液体 - 氧气火箭发动机。液氧甲烷燃料比冲高甲烷不容易结焦,且甲烷的制取成本便宜性能强,液氧和甲烷混合燃烧产生水蒸气,对环境更为友好。所以有着价格便宜、性能先进、而且更为环保的液氧甲烷火箭发动机成了作为低成本发射领域巨头的 Space X 最佳的选择。

" 猛禽 " 火箭发动机设计推力是 400 吨级,但是至今只能达到 250 吨级,那么发动机推力无法按时提升到位,就会拖累星舰的真正首飞进度,毕竟星舰的很多性能优势可是建立在 400 吨级发动机所带来的优势上的,如果猛禽火箭发动机迟迟不能达到设计推力,那么就会拖累星舰的研制进度,继而降低星舰的热度和导致星舰项目严重超支。而且猛禽火箭发动机要想增加推力到设计指标,就要投入更多的研发成本和更多的点火试验次数,而这些都会拖累整个猛禽火箭发动机研制计划。

同时,Space X 为了降低星舰的研发难度和成本,故意采用了更多火箭发动机并联的方式来提供高达 7500 吨的推力输出,但是按照 SpaceX 的设计,就算是星舰的助推器都要并联多达 28 台猛禽火箭发动机,核心的星舰自身也要配备 6 台真空版的猛禽火箭发动机,那么对于光是助推器就要配备 28 台的星舰而言,更多的发动机意味着其更高的制造成本,这还不包括真空版本造价是普通版本的 2.5 倍。看来马斯克的火星移民梦,还得多等等了。

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