“猎鹰重型”火箭计划出炉

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  4月5日,美国太空探索技术公司(SpaceX)网站公布了最新的重型运载火箭计划,指出了“猎鹰重型”火箭与“猎鹰”9火箭的不同。
  “猎鹰重型”火箭将是目前世界上运载能力“最强大”的火箭,有能力将53吨以上的卫星或行星际飞船送人低地球轨道。该火箭能运送的有效载荷是航天飞机的2倍、“德尔它”4重型火箭的2倍以上。“猎鹰重型”火箭起飞推力达到1710吨,是波音747飞机开足马力时的15倍。
  “猎鹰重型”火箭的第一级由三个部分组成,每个部分均为由9台发动机构成的芯级,这种芯级是“猎鹰”9火箭的第一级。火箭将由SpaceX公司升级型“灰背隼”发动机提供动力,目前该发动机正在该公司位于德克萨斯麦克格雷的火箭研制设备厂中接受测试。SpaceX公司已经设计将“猎鹰”9火箭的第一级用于支持这种构型的额外负载,“猎鹰”9和“猎鹰重型”火箭的结构与发动机通用将带来极高效费比。
  “猎鹰重型”的技术性能为:200千米、28.5°倾角轨道运载能力为53吨,火箭全长69.2米,箭体宽度3.6米×11.6米,整流罩直径5.2米,起飞质量1400吨,起飞推力1710吨。
  “猎鹰重型”火箭的设计力求极高可靠性,能够在容受数台发动机故障的情况下坚持完成任务。与商业客机上的发动机一样,每个发动机周围部有保护壳耐受最差环境,如火灾或燃烧室破裂,使故障发动机不影响其他发动机和级段。故障发动机会自动关闭,其他发动机的运行时间会略微延长,补偿推进损失,不会对任务造成损害。
  “猎鹰重型”火箭将是史上第一种由两侧助推器对芯级进行交叉推进剂供应的火箭。交叉推进剂供应使芯级在两侧助推器分离后仍携带大量燃料。这使得“猎鹰重型”火箭的性能可与三级火箭媲美,发射后只有一台上面级“灰背隼”发动机需要点火,更进一步提高了可靠性和有效载荷性能。在发射质量较小的任务中,横向燃料供应可轻易关闭。
  “猎鹰重型”火箭的设计还将满足美国航宇局载人级标准。“猎鹰重型”火箭设计为结构安全冗余超出飞行负载40%,相比之下其他火箭为25%。除结构冗余比其他火箭高之外,“猎鹰重型”火箭两侧助推器的质量比(全重比空重)高于30,也是有史以来最好的。相比之下“德尔它”4助推器质量比仅为10。
  如果美国国防部开放竞标,SpaceX公司能帮助国防部每年在航天发射服务方面节省至少10亿美元,同时提供真正独立的火箭家族帮助确保进入太空。
  “猎鹰重型”火箭被定义为一种渐进一次性运载火箭(EELV),EELV计划是由美国空军建立的,旨在更有效地把卫星送入轨道。该计划要确保国防部和美国政府其他部门的有效载荷有能力进入太空,其成本至少降低25%,最终目标是降低50%。
  不幸的是由于缺乏竞争等问题,EELV计划成本实际上逐渐攀升,仅2012财年就超出了30%以上。目前计划总成本超过27亿美元,其中向一家供应商提供10亿美元只是为了维持这一计划,即不管发射与否,每年都要花费10亿美元。
  “猎鹰重型”火箭的有效载荷运送能力为“德尔它”4重型火箭的2倍,但成本不到其1/3,能够为政府和商业界减轻预算压力。
  空军2012财年预算包括为4次发射分配17.4亿美元预算,平均每次发射为4.35亿美元。“猎鹰重型”火箭的发射价格为每次8000万~1.25亿美元,Spacex公司有潜力为美国政府创造重大价值。如果允许Spacex公司参与竞标,“猎鹰”9中型火箭能以每次5000万~6000万美元的发射价格支持空军的发射任务。
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