火箭實驗室公布 Neutron 新型火箭結構,連整流罩都能回收

作者 | 發布日期 2021 年 12 月 09 日 14:22 | 分類 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


隨著技術進步,火箭實驗室(Rocket Lab)本月初首次公布自家新型火箭 Neutron 的詳細結構,再度揭開一種創新設計:像食人花一樣張開嘴巴、無需丟棄且能直接隨第一級助推器返回地表的一體化整流罩。

在傳統火箭中,整流罩是位於火箭頂部鼻翼、用於發射期間包覆保護有效載荷的結構,當火箭第二級達到部署高度後,整流罩就會沿箭體打開分離,之後以約 8 倍音速的速度返回地表、濺落海上。

過去,多次嘗試回收且真的成功接到整流罩還再度重複使用的公司,就只有 SpaceX 了,出發點很簡單:一對整流罩成本 600 萬美元,降本主義馬斯克當然不會放過所有廢物再利用的機會。

只不過嘗試 3 年後,SpaceX 還是在今年果斷宣布放棄回收整流罩想法,實在太難了。

而做為美國當地火箭發射次數第二高的服務商,火箭實驗室(Rocket Lab)以電子號(Electron)輕型火箭成為 SpaceX 檯面上最大競爭對手,有別於 SpaceX 獵鷹 9 號火箭各種軌道、各種有效載荷通吃,電子號火箭主要市場為太陽同步軌道的小型衛星,由於單次運載量約 150 公斤,可以少而密集地出發,發射航班比 SpaceX 還要彈性。

▲ 火箭實驗室新型中子號火箭外觀。(Source:火箭實驗室影片截圖)

2020 年,火箭實驗室開始研究以碳複合材料構成的可重複使用火箭,並且今年 3 月 1 日,火箭實驗室創辦人 Peter Beck 首度透露下一代新型火箭中子號(Neutron)初步概念:高 40 公尺的兩級入軌火箭,低地軌道運載能力約 8,000 公斤,預計 2024 年進行首次試射。

12 月 2 日,火箭實驗室首次公開中子箭火箭完整詳細架構,包括全新的火箭結構設計、全新的碳複合外殼材料、全新的阿基米德火箭引擎等大量細節。

▲ 中子號火箭概念影片。

中子號火箭的碳複合材料結構將利用自動鋪絲系統製成,該系統可在幾分鐘內建造數公尺碳火箭彈殼,這將使中子號成為世上第一個碳複合大型運載火箭。

阿基米德火箭引擎的燃料與推進劑為液氧(LOX)和甲烷,可產生 130 萬磅(5,960 kN)推力和 320 秒比衝。且由於中子號火箭碳複合材料輕,與傳統火箭發動機相比,阿基米德火箭引擎設計更加簡化,第一級助推器預計安裝 7 台阿基米德發動機,第二級則安裝 1 台真空版本的阿基米德發動機,可產生 25 萬磅(1,110 kN)推力。

第三,火箭改為低重心底座,看起來像一罐汽水瓶,使其無需展開傳統火箭腿架就可以進行動力著陸,這代表新型火箭不需要太過複雜的發射台與發射塔。

▲ 火箭實驗室新型中子號火箭無需複雜的發射塔台。(Source:火箭實驗室影片截圖)

當然,最引人注目的莫過於可以像食人花一樣打開嘴巴(而不是傳統火箭的脫落丟棄方式)、釋放有效載荷後重新關閉並隨第一級助推器返回地球的整流罩,這種設計打破了過去在海上回收整流罩的困難局面,同時降低總體成本。

這也代表,第一級助推器返回地表後無需堆疊第二級,只需將第二級重新裝入鼻錐內即可。

此外,中子號火箭的低地軌道運載能力在新發表中從 8,000 公斤提升至 15,000 公斤。

之前,Peter Beck 本人聲稱他對開發可重複使用或大型火箭不感興趣,甚至承諾如果某天追求起它們,他就「吃掉自己的帽子」——嗯,現在他真的吃了,在中子號火箭發表影片一開頭可以看到 Peter Beck 履行承諾。

(首圖來源:火箭實驗室

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