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四飞了,聊聊星舰(二)——星舰的矛盾点

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1.要不要不锈钢?
本质上讲,星舰就是一个猎鹰九顶了一个航天飞机,只不过是个超大号+不锈钢版,然而,它的问题就出在这个不锈钢上,众所周知,星舰选用不锈钢的原因是因为不锈钢便宜和高温性能优异,但不锈钢也有缺点,那就是太重,这导致的结果就是星舰v1的严重超重和干质比垃圾(当然,v1垃圾还有别的原因),如果想要提性能,肯定要减重并提干质比(这也是v2,v3要做的),其中,减重的最好办法就是把不锈钢换掉,如果星舰像f9那样只回收一级,这么做没太大问题,但星舰的二级得再入大气啊!如果换掉不锈钢,背风面就得铺隔热材料,成本得增加,兴许结构强度还不够,撑不过再入而且用于代替不锈钢的那些材料(比如铝锂合金,碳纤维等)还比不锈钢贵的多。简单来说,星舰现在的一大问题就是:用不锈钢性能不行,不用不锈钢成本太高,还死贵……
改进:尽量减少除箭体外的不锈钢使用,进一步优化设计等
2.要快速复用,还是要确保成功率?
事实上,不锈钢的问题还只是技术层面的,而技术上问题是必定会有解决办法的,然而,无数的经验告诉我们,绊倒一个项目的真正原因很有可能是“非技术”的,其中,航天飞机就是一个例子,航天飞机为何失败?不是因为那两次事故,那充其量是一个加速器,真正致命的是因为:为了安全,回收后检查太耗成本,导致回收了个寂寞。同样的问题在星舰身上同样存在,隔热瓦虽然能撑过再入(这一点四飞已经证明了),但星舰可是说要做到落回发射塔马上加注打下一发啊,你能保证下次再入大气不出问题吗?如果不能,那么星舰比起f9这种一级回收火箭,成本并不能显著降低,从而失去其优势。
改进:这个想要验证,办法反而非常简单,那就是拿一艘星舰,飞完一次后不做任何处理,再飞第二次,玩个以飞代试,应该能验证个差不多,但这个问题依然可以说是无解——你这次没事,能确保以后也没事吗?(狗头)
总而言之,星舰矛盾的地方主要就体现在这两个方面,作为一款新型火箭,很多地方都是未知的,因此,我们更应当尊敬这种先行者的勇气,但是也一定要以理性的目光看待,不要无脑吹,也不要无脑踩,谨慎乐观,方为王道。
(未完待续)



IP属地:山东来自Android客户端1楼2024-06-10 14:19回复
    看第一句我就疯了,星舰和航天飞机的构型完全不同,航天飞机是一级半,星舰是两级构型,航天飞机没有燃料舱,星舰有,航天飞机不需要考虑通用性,星舰有多种变体,这怎么比呢?问题不一样,答案自然完全不同


    IP属地:福建来自Android客户端3楼2024-06-10 14:52
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      星舰的目标是量产….没有比不锈钢合适的材料了


      IP属地:河北来自iPhone客户端4楼2024-06-10 15:13
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        太拉胯了


        IP属地:四川来自Android客户端5楼2024-06-10 17:17
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          反正会回收重复发射,就用点其他材料呗先,反正也能降低成本了


          IP属地:山东来自Android客户端6楼2024-06-10 17:42
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            一句话,你觉得马斯克是傻了?人家研究过用铝合金什么的还要加重。


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            IP属地:北京来自iPhone客户端7楼2024-06-10 18:57
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              用不锈钢主要目的是快速量产,不锈钢死重增加可以用推力优势抵消


              IP属地:美国来自iPhone客户端8楼2024-06-10 19:02
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                既要快速复用,还要确保成功率。
                的确是意味着研发难度高,不过这正是SpaceX一直以来的做事风格呀。
                就像现在猎鹰9火箭,用着n手的旧起飞级,连续成功发射次数还远远甩开任何对手。


                IP属地:四川9楼2024-06-10 20:04
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                  星舰选用不锈钢的决定是基于多种因素的综合考虑,而不仅仅是简单的成本和性能问题
                  1.重量与性能的权衡:
                  尽管不锈钢的确比一些替代材料更重,但其优异的高温性能和抗疲劳性为星舰的再入和快速复用提供了极大优势。在极端温度下,不锈钢比碳纤维和铝锂合金表现更好,减少了对昂贵隔热材料的依赖 。
                  成本效益:不锈钢不仅材料成本较低,且制造和加工成本也相对较低,尤其是在大规模生产时,这对降低整体发射成本非常重要 。相比之下,碳纤维和铝锂合金虽然重量更轻,但其高昂的成本和复杂的加工要求会大幅提高火箭的生产和维护费用 。
                  设计优化的潜力:星舰的设计还在不断改进中,未来的版本(如v2和v3)将通过优化设计和制造工艺来进一步减重和提高性能,而不必完全放弃不锈钢 。这包括更高效的结构设计和使用更先进的材料组合。
                  2. 要快速复用,还是要确保成功率?
                  快速复用和高成功率之间并不是不可调和的矛盾,而是可以通过先进技术和严格测试逐步实现的目标。
                  航天飞机的失败并不完全适用于星舰。星舰在设计之初就考虑了快速复用的需求,其模块化设计和高自动化水平使得检查和维护成本显著降低 。随着技术的进步,尤其是在材料科学和自动化检测方面,星舰有能力在保持高成功率的同时实现快速复用。
                  现有测试(如四次飞行测试)已经证明,星舰的隔热瓦能够在多次再入中保持完整。未来的改进和经验积累将进一步提升其可靠性和耐用性 。通过一系列严格的测试和冗余设计,星舰可以逐步减少每次飞行后的维护需求。
                  尽管初期测试可能会有失败和高成本的风险,但通过不断迭代和优化,星舰的长期运营成本将大幅降低。相比之下,单级回收火箭(如猎鹰9号)的回收和再利用成本依然存在,而星舰的全面复用潜力更大 。
                  总结
                  综上所述,星舰选用不锈钢以及追求快速复用的设计理念有其深思熟虑的技术和经济基础。尽管面临挑战,但通过持续的技术改进和优化,星舰有望实现其设计目标,并在未来的航天发射市场中占据一席之地。对这种先行者的勇气应持谨慎乐观态度,并对其技术进步和实践中的成果保持关注。


                  IP属地:浙江10楼2024-06-10 20:23
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                    “要做到落回发射塔马上加注打下一发” 这个是指助推器(一级),而不是指星舰(轨道级)吧


                    IP属地:福建11楼2024-06-10 21:58
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                      轨道再入太难了,热量太高了。有没有办法走个类似钱学森弹道的再入弹道,延长再入时间,多次打水漂,做到不用隔热瓦直接硬抗?


                      IP属地:山东来自iPhone客户端12楼2024-06-11 08:26
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                        星舰最明显的矛盾点在于:要实现快速复飞(比F9更快)的同时,又要实现日产1艘的建造速度。要知道,F9火箭目前同时在役数量,不到两手之数。星舰如此大规模的“机队”,作用是什么?
                        星舰工业化发射,是一个美好的愿景。但在这种愿景下,有两个问题不得不面对。一个是星舰的复飞成本究竟是多少?从目前来看,V1版根本不具备二次复用能力。或需要极大维护代价后才能复飞。下一版星舰能改进多少?
                        二是星舰飞行,对后勤——太空燃料加注规模的依赖性,目前来看,有些过高了。


                        IP属地:河北来自Android客户端13楼2024-06-11 09:23
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                          星舰上面级主要问题集中在结构死重过大以及用途定位不清晰。啥都想做但啥都要大量试验和可靠的载荷用户手册才具备实际意义。
                          .
                          如果遮掉商标不给人看照片只听描述,不免让人想起苏联人的暴风雪。 如果从暴风雪再延伸出去苏联人当年画的饼,甚至还有任务剖面更像的。


                          IP属地:广东来自iPhone客户端14楼2024-06-12 07:24
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                            我觉得老马可以把超重尽快定型并开放供应,让各家在超重的基础上玩上面级,估计各种钛合金氢氧神教高轨低轨一次性和回收的二级能玩出花


                            IP属地:北京来自iPhone客户端15楼2024-06-13 14:17
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