2023/07/12: ULA 新火箭的真名是不是叫衰神?
以下轉(zhuǎn)載自 @JF科技 的知乎文章 https://zhuanlan.zhihu.com/p/642988033。
(封面圖片來源[1])
才一個半月前寫過一篇關(guān)于 ULA 的新型火箭火神號的討論,不曾想,今天又來了。
《2023/05/26: 從ULA火神發(fā)射前夕點火試驗取消說起》:https://zhuanlan.zhihu.com/p/632471231
ULA 這幾年事事不順心,被 SpaceX 輦的雞飛狗跳,生意節(jié)節(jié)下降,但終于看到了新火箭火神號的曙光。在 5 月 26 日的一級點火測試推遲后,終于在 6 月 7 號試驗成功[2]:

但是,其實在此之前,4 月份,火神的二級的一個試驗品在測試臺上發(fā)生爆炸[3]:

當時,ULA 兵分兩路,一路立刻開始調(diào)查工作,另一路則是繼續(xù)推進火神首發(fā)準備:把另一個準備好的二級送往佛羅里達和一級進行合體。打的算盤是,希望 4 月份二級爆炸的原因無關(guān)緊要,這樣有可能會守住火神首發(fā)時間的節(jié)點。
事與愿違,6 月 13 日,ULA 老板發(fā)話了[4],說是因為新型半人馬二級的燃料箱的不銹鋼太薄破裂,導(dǎo)致液氫泄露,發(fā)生爆炸。啊噢。。。這個搞笑了。ULA 的半人馬二級火箭其實是一名久經(jīng)考驗的老戰(zhàn)士了,全世界二級火箭中的性能之王,同時巨穩(wěn)定,在宇宙神5號火箭上百發(fā)百中。但是,老戰(zhàn)士半人馬是 3 米直徑,而 ULA 的新型火神火箭是 5 米直徑。為了火神,ULA 就把原來的半人馬等比放大了一點,從 3 米長到 5 米,拍拍手,搞定,結(jié)果搞砸了!在現(xiàn)實中,啥玩意可以線性等比放大的?絕大多數(shù)材料在小尺寸上沒問題,不代表等比放大后,在大尺寸上同樣工作。好了,ULA 不得不在一級靜態(tài)點火成功后于 6 月 24 日宣布,把已經(jīng)運到佛羅里達,并且安裝合體到一級上的半人馬二級再次拆下來,運回阿拉巴馬州的工廠里重新加固和改裝。這一來一回,再加上新的二級質(zhì)檢,測試,合體,演練等等,今年火神首發(fā)基本看著就沒戲了。只是 ULA 現(xiàn)在還嘴硬,就不說。
好吧,好事多磨,這是最后一個問題了吧?No。。。才過了 6 天,6 月 30 日,在藍色起源公司德州發(fā)動機測試中心,進行裝箭前最后一次點火質(zhì)檢的一枚一級 BE-4 甲烷發(fā)動機發(fā)生爆炸,不但發(fā)動機沒了,發(fā)動機測試臺也沒了。芭比 Q 了!

爆炸消息隱瞞到了昨天 7 月 11 號才被媒體捅出來[5]。ULA 立刻出來解釋:大家不要慌,這臺發(fā)動機,不是給首發(fā)用的,而是給第二枚火神一級用的。這分明是此地?zé)o銀三百兩??!火神 1 和火神 2 技術(shù)指標完全一樣,所用的 BE-4 發(fā)動機也是完全一樣的。一次正常的、短短 10 秒質(zhì)檢點火把它給炸了,你讓小朋友們怎么相信,火神首發(fā)的兩臺 BE-4 沒問題呢,即使它們做過點火試驗。
可嘆我還在上一篇文章里給藍源打call:
BE-4的設(shè)計思想不一樣:最根本的是他們的想法是,不要把發(fā)動機推到極致。為啥汽車發(fā)動機安全,就是因為發(fā)動機一直在遠低于極限(紅線)的包限下運行。飛機發(fā)動機也一樣。為啥火箭發(fā)動機老是要爆,復(fù)用難,就是因為為了一點點extra性能,把所有的東西(壓力,溫度,材料,等等)推到極限。
所以本著這個設(shè)計理念,他們把發(fā)動機做大,但室壓減低,渦輪壓降低,讓BE-4在很低的一個水平運行以保證安全邊際(safety margin)的足夠。即使這樣,它的推力仍然比猛禽大,但室壓低一半!
犧牲的是發(fā)動機重量。他們的想法是覺得發(fā)動機重量對整個發(fā)射系統(tǒng)來說不是最關(guān)鍵的一環(huán),可以混過去。造火箭就是一個找平衡的游戲,很難說他們的設(shè)計是錯誤的或落后的。畢竟猛禽和BE-4都是全新的發(fā)動機,沒有一點經(jīng)驗可借鑒,最后誰輸誰贏現(xiàn)在不好說。
歷史反復(fù)證明,強強聯(lián)手會做強,弱弱抱團變更弱。^_^
這回,ULA 的火(衰)神火箭首發(fā)真的要去 2024 年了!
參考
^https://www.cnbc.com/2023/07/11/jeff-bezos-blue-origin-be-4-rocket-engine-explodes-during-testing.html
^https://spacenews.com/vulcan-performs-static-fire-test/
^來源一 ULA 老板 Tory 的推(1646572389193625600)
^來源一 ULA 老板 Tory 的推(1668571711061610496)
^https://www.cnbc.com/2023/07/11/jeff-bezos-blue-origin-be-4-rocket-engine-explodes-during-testing.html