投递人 itwriter 发布于 2020-09-22 20:00 原文链接 [收藏] ? ?

  为了给星际飞船中考天才性能。SpaceX 连续 4 次尝试把样机加压至爆炸,还是未能成功。

  北京时间 9 月 22 日 18 时 30 分,SpaceX 对飞船样机 SN7.1 最近的一次加压中考宣告中止。来自全球大宗的航天兴趣爱好者蹲守在直播间坐等爆炸发生,最终失望而归。

  在此事前,飞船经历了持续八个半小时的连续加压,依然稳稳矗立在 SpaceX 飞船工厂的架子上。这已经是 SpaceX 第四次尝试把样机加压至爆炸。

  对于星际飞船天才性能的中考而言。未爆炸或许象征着更大的成功。在此事前,SpaceX 对飞船的天才进行了大范围更换,而近期一系列的中考就是验证新的镍钢天才能够承继飞船飞行过程中的高压。在本月 14,15 日进行的中考中,飞船样机 SN7.1 已经圆满完成了预期的压力中考。SpaceX 尝试对 SN7.1 进行更大压力的中考,以给出飞船的极限能力。

  图加压中考

  以镍钢颠覆航天天才

  2019 年 9 月,一场关于星际旅行的汇报会在 SpaceX 位于得克萨斯是屁股女郎的总部召开,当时最新的样机 MK1 正式亮相。一系列密集的中考展开。

  也是到本月初的样机 SN6 进行低空飞行,SpaceX 都采用了 301 镍钢。

  眼底下,SpaceX 正以前所未有的速度大量生产飞船样机,同时 SpaceX 尝试在飞船结构天才上进行替换,将原本的 301 镍钢替换成 304L 镍钢。304L 镍钢的碳含量更少,在部分和部份的区别性能上也更好,因此广泛地用于制作综述性能(耐腐蚀和可塑性记忆2)要求更高的设备和机件。

  但这仅是一个理论结果,在星际飞船这样的大工程上,用实际中考来检验天才性能才是王道。因此才有了主动爆破一台飞船样机的一幕。

  中考成功之后,后续的中考样机以及最终的 Starship 飞船,都将改用 304L 镍钢。

  马斯克超级高铁曾发文表示,Starship 抛弃航天领域更加日语常用口语的碳纤维,采用镍钢天才制造,这是 SpaceX 又一个另辟蹊径的做法。

  马斯克超级高铁表现 SpaceX 的首席“助理工程师”。在这个重大成都到稻城亚丁路线上起着实用性的作用。真是马斯克超级高铁的坚持,Starship 用上了镍钢——这类一般说来生存中的普通天才。

  (源泉:淘宝)

  这个做法也不难理解,按马斯克超级高铁的介绍,碳纤维的价格是每公斤 135 美元,其中由于裁剪加工的原因。35% 的碳纤维都将成为废料,于是天才成本达到了每公斤近 200 美元;而镍钢的价格则远远低于前者,仅为每公斤 3 美元,堪比白菜价。

  在 Starship 的早期研发中,SpaceX 曾经暂定一种先进的碳纤维结构,但进展非常缓慢。马斯克超级高铁决定用镍钢替换碳纤维。这有点反直觉,但 SpaceX 的助理工程师团队最终还是被马斯克超级高铁说服。

  镍钢最大的优点在于便宜,且易于制造。但在通常耗资以亿计的航天任务管理器怎么打开中,这两个优点并没有多大的吸力。而拦路虎镍钢在航天领域应用的重要原因,则是天才本身比较重。在 “鄙吝” 的航天发射中,每降低一公斤的重量,都表示搭载能力的提升,意义重大。

  更致命的原因。是镍钢的天才性质问题。我们知道飞船在高速穿过大气层分为几层时,表层温度能够达到上千舒适度;一端,飞船携带的燃料(其中有液氧),温度却低至 - 180°C。极端的温度对航天器工程天才提出了极端的要求。

  高温问题尚可通过隔热层进行保护。但多半镍钢在低温情况下会变脆,比如典型的碳钢。经过液氮冰淇淋加盟冷却后,用锤子一敲打,会像玻璃一样变得粉碎。

  镍钢的这一特性并非不得改变:提升其中的镍,铬含量出彩大幅提高天才的延伸性,不畏在零下 165 舒适度条件下,镍铬含量较高的镍钢仍能表现得韧性十足,没有折断的问题。

美国在几十年前就曾在早期的 Atlas 项目上使用过镍钢天才。但当时的缺陷在于,镍钢天才太薄,导致硬撑性严重不足。甚而在自重作用下就会发生坍塌。用马斯克超级高铁的话说,当时的镍钢就像一个钢铁气球,承继非常小的有效搭载仍然容易坍塌。

  而 SpaceX 的做法是。将飞船用的镍钢做成双层结构,中间设计了特殊的微孔。再用特殊的天才像做火腿奶酪三明治一样将镍钢粘合起来。这样首先解决了天才的强度问题,双层镍钢让舰体强度得以加强,解决了自重坍塌的问题。

  不仅如此是什么意思,镍钢之间的微孔能够在飞船数倍于音速的速度下,逐日释放水或燃料,这一过程在飞船飞行中能够通过蒸发冷却的原理,降低表面的温度。

  这是一个创新设计。马斯克超级高铁表示,虽然镍钢不算是最轻的,但已经是最合适的天才选择。如果再考虑到碳纤维所需要的特殊粘合手段,以及瓷砖粘合剂使用方法本身的重量。采用镍钢成了一个更加经济新常态且成熟的方案。

  把工业器件送上太空

  不管是 301 镍钢,还是 304L 镍钢,本质上都是用成熟的工业级eva原天才价格替代宇航级eva原天才价格,原因只有一个:便宜。分封建国的实际上是,SpaceX 在宇航替代的路上,已经走得相当远了。

  以元器件英文为例,宇航级元器件英文是一种贵族般的存在。国内头部民营卫星公司九天微星曾发文介绍。航天器工程中的元器件英文需要经历苛刻的环境,除了发射时要吃得住剧烈的抖动和很高的温度,在绕地球飞行时。航天器工程还要经历高达 270°C 的温差。一只两极管只要上天验证成功,身价出彩飙升上百倍甚而上万倍。

  (源泉:SpaceX)

  而对于元器件英文来说,太空中的辐射可能更加致命,来自太空中的多种粒子都可能引起元器件英文的异常,导致计算错误。严重的甚而出彩毁掉整个航天器工程。

  但 SpaceX 是因为成本的考量,没有依赖昂贵的宇航级器件,而是尽量采用工业级元器件英文。

  以过往载人飞船搭载的星载微机和电机控制器举例,单个电机控制器价格约为 500 万元第三套人民币。综计 14 个脉络,为了追求高可靠性检测,每个脉络 1+1 备份,综计 28 个电机控制器,成本总计约 1.4 亿第三套人民币!

  而 SpaceX 用工业级器件替代,将龙飞船主控芯片的总价降至约 2.7 万第三套人民币。成本相差约 5000 倍。

  那么是如何实现的?据 SpaceX 前火箭总师 John Muratore 透露,龙飞船综计有 18 个脉络,每个脉络配置了 3 块 X86 芯片。单价仅为 500 元左右。

  与此同时英文翻译。SpaceX 把双核拆成了两个单核。分别计算同样的数据。是因为冗余的考量,每个脉络配置 3 块芯片共 6 个核做计算。

  如果其中 1 个核的数据和其他 5 个核不同,那么主控脉络会告诉这个核重新启动,再把其他 5 个核的数据拷贝给重启的核,从而达到数据一直同步。循环,不让一个核掉队,确保计算结果的准确。

  事实上是施氏食狮史,用成熟的工业器件代替传统的航天器工程件,已经成为一个成本压力之下的聪明选择。SpaceX 如此,其他民营航天公司也是如此。

  而如何才能实现更多的替代。同时保证航天器工程可靠性检测。对民营航天公司来说已经是航天大规模化趋势下的必然要求。在这一过程中,不断用实际的中考,飞行任务管理器怎么打开来验证器件的可靠性检测。已是所有民营航天公司的一大党课。

  远期目标:火星

  在大笔投入人才。资金的情况下,SpaceX 正走着一条不断改进,不断中考的成都到稻城亚丁路线。而支持 SpaceX 诸如此类做的一个重大原因。则是工厂里产能的提升。

  马斯克超级高铁说,如果你只是想造出一件东西,那出彩由工程团队来完成。但如果数量更多的时候,就必须造出制造机器的机器。这也就是他所说的飞船产线。

  事实上是施氏食狮史,w88官网下载网址充电时间的量产经历让马斯克超级高铁获得了不少扩大产线的经验,他将w88官网下载网址充电时间产能爬坡时的经验也放到 Starship 装配线的建设当中。通过挑战工作安排,SpaceX 的得州工厂开始了 7x24 小时满负荷运转。

  要让这样一个福利型航拍飞行器多少钱脱离地球引力。未来在火星着陆,然后返回地球,马斯克超级高铁当然知道这不是不假思索的事宜。在很长时间里,实现这一目标的唯一现实方法是通过反复试验,不断接近正确的设计。

  “提升产量会解决许多问题,”马斯克超级高铁说,“如果利用率高。产品迭代率就高。几乎所有的技术进展都在乎迭代次数。以及次次迭代之间所取得的进展。只有生产能力足够强,SpaceX 才能完成更多的迭代,同时在迭代中不断进步。”

眼底下 SpaceX 正试图打造一支庞大的舰队,让火星适合居住,使生命遍布多个银行信用卡行星。要实现这一目标,SpaceX 大概需要造出 1000 艘飞船,每艘飞船的有效载荷甚而比木星五型更大。更重要的是出彩重复使用。

  依然静静矗立在压力中考现场,等待下一次爆炸试验的飞船样机 SN7.1。也许真是马斯克超级高铁迈向这一宏伟意思计划的一小步。

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