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楼主: cmj9808
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[专题专项] SpaceX的Falcon 9运载火箭和Merlin引擎:Falcon 9的进化

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hkhtg090201 发表于 2013-1-16 21:55 | 显示全部楼层
揭密SpaceX的梅林引擎

2013年01月16日

                  
SpaceX公司的明星可能是CEO Elon Musk,但其火箭的幕后功臣则是Tom Mueller。他是SpaceX公司的创始员工,是负责火箭引擎研发的副总裁。2001年,Musk决定自己研发放弃从俄罗斯购买火箭,他得知Mueller在自家车库创造出一种火箭引擎,找到Mueller后Musk立即迷上了这种新火箭引擎,对它产生了“类似宗教的体验”。Elon Musk投入了他从联合创办Paypal中挣到的一亿美元,建造出Mueller设计的梅林引擎。梅林引擎是美国过去十年里研发的第一种、过去二十五年里研发的第二种火箭助推引擎。
 楼主| cmj9808 发表于 2013-1-17 19:03 | 显示全部楼层
本帖最后由 cmj9808 于 2013-1-17 19:04 编辑

创建SpX的三架马车:Tom Meuller,Chris Thompson和Gwynne Shotwell。

Tom Meuller目前是负责推进系统开发的副总裁,加入SpX之前已在TRW工作了15年。Meuller在离开TRW前担任TR-106项目的首席工程师,Merlin引擎的针栓式喷注器(Pintle Injector)正是TRW的标志性设计。
下图中坐在Musk左边的就是Tom Meuller。 Photo credit:SpaceX



Chris Thompson目前是负责研发和运行的副总裁,加入SpX前在麦道公司负责Delta II/III/IV的生产,Delta II是最早使用搅拌摩擦焊的火箭,正是Thompson为SpX引入了搅拌摩擦焊工艺。
下图中左起第二位就是Chris Thompson,左起第一位是Falcon火箭和Dragon飞船GN&C的设计者,Dr.Jeff Ward,加入SpX之前在英国的萨里公司任职。Photo credit:SpaceX



Gwynne Shotwell目前是SpX的总裁。在加入SpX之前,Shotwell在Aerospace Corp工作了10年以上。由于Elon Musk同时还经营着另外两家公司Tesla Motor和Solar City,SpX的运营实际上是由Shotwell全盘负责。Gwynne Shotwell的上镜率很高,照片就不放了。

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BigE 发表于 2013-2-6 13:27 | 显示全部楼层
祖国之翼 发表于 2012-12-3 20:13
要是说起来的话,还是应该佩服土星5(停产),战神(被砍),德尔塔4重(还活着)这类重型机

德尔塔4重和前两个都不是一个级别的。
timej 发表于 2013-2-6 13:35 | 显示全部楼层
BigE 发表于 2013-2-6 13:27
德尔塔4重和前两个都不是一个级别的。

D4H的亮点又不是重量
BigE 发表于 2013-2-6 14:00 | 显示全部楼层
timej 发表于 2013-2-6 13:35
D4H的亮点又不是重量

所以啊,这三个规为一内不合适吧。
微风 发表于 2013-2-6 17:33 | 显示全部楼层
本帖最后由 微风 于 2013-2-7 12:07 编辑

D4H是现役(MD)射星载重最强的了吧……SLS出来之前都是                           回复点评:F9H……引擎太多了……27台,真郁闷.

点评

过几年F9H出来,D4H就让位了  发表于 2013-2-6 21:44
hkhtg090201 发表于 2013-3-1 13:33 | 显示全部楼层
  
来张图片:F-9复合体水平运送到发射台.
  

                    
File photo of the Falcon 9 rocket rolling out before a Feb. 25 static fire on the launch pad. Credit: NASA

来自下面:NASA对F-9发动机充满信心:
  http://www.spaceflightnow.com/falcon9/005/130228engine/#.UTA7hG9wqyI


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头像被屏蔽
a123s0000 发表于 2013-3-2 20:07 | 显示全部楼层
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
 楼主| cmj9808 发表于 2013-3-4 12:18 | 显示全部楼层
McGregor进行结构测试的Falcon 9 v 1.1助推器
http://www.flickr.com/photos/jimntexas/8506131498/in/photostream/


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这回是真的“空中一条柴”了。。  发表于 2013-3-4 14:24
 楼主| cmj9808 发表于 2013-3-8 20:12 | 显示全部楼层
本帖最后由 cmj9808 于 2013-3-8 20:13 编辑

SpX的“飞行铅笔”与EELV的尺寸比较,原图来自KSC的visitor center。
国旗和Logo所在位置已经位于芯级的级间段了,可见FH的助推器比芯级还要长出一截,并非严格意义上的CBC。



http://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=31153.0

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这么长?那和猎鹰9的1.0比起来到底好在哪里?  发表于 2013-3-9 21:55
F9v1.1还真是长的变态。FH助推器比芯级长莫非是为了尽可能增加起飞质量?看来SpaceX对Cross-feed很有自信嘛。不然单纯靠芯级节流,恐怕也只能做到同时燃尽而已。  发表于 2013-3-9 17:47
带整流罩的F9v1.1是69.2m  发表于 2013-3-9 16:46
图中的猎鹰不对吧...怎么会比宇宙神5还高??宇宙神5-62m,猎鹰9-54m  发表于 2013-3-8 23:03
着急上火1 发表于 2013-3-8 22:18 | 显示全部楼层
cmj9808 发表于 2013-3-8 20:12
SpX的“飞行铅笔”与EELV的尺寸比较,原图来自KSC的visitor center。
国旗和Logo所在位置已经位于芯级的级 ...

如果F9的直径能加1米,观感立马就改善多了。结构系数也能再好一点,箭体强度也能有所改观。同时也有利于发动机间的安全隔离,提高整体可靠性。

从运输性角度来说,我看好多混凝土搅拌车的高度快两层楼了,也照样到处乱跑。如果马斯克使用中间凹下的低底盘运输车,未必实现不了公路转运。

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"混凝土搅拌车的高度快两层楼了"--不可能宽两层楼。  发表于 2013-3-9 20:16
在一定范围内,恐怕是直径小一些的结构系数更好。比如CZ3系列的3米径氢氧级就是考虑降低结构质量,否则早就上3.35了。  发表于 2013-3-9 17:51
是的,Atlas V的CCB直径是3.81米,如果按照起飞推力算,Falcon 9v1.1的直径4.5米比较合适。高度不是问题,宽度才是问题,洲际公路的车道宽度貌似就是12英尺  发表于 2013-3-9 16:58
joki 发表于 2013-3-9 17:56 | 显示全部楼层
如果没记错的话,F9 v1.1应该算是史上长径比最大的二级液体火箭了吧?
恐怕就是三级火箭,长径比也很少有这么大的。
joki 发表于 2013-3-9 21:46 | 显示全部楼层
呵呵,按C版提供的网页看了看,原来是个全家福嘛~

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着急上火1 发表于 2013-3-9 23:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 着急上火1 于 2013-3-10 00:23 编辑
joki 发表于 2013-3-9 17:56
如果没记错的话,F9 v1.1应该算是史上长径比最大的二级液体火箭了吧?
恐怕就是三级火箭,长径比也很少有这 ...


不知道该怎么点评你的点评,只好在这里借楼了。就像你说的“在一定范围内,恐怕是直径小一些的结构系数更好”,但F9明显不属于你说的范围。长三甲第三级的长径比比F9第一级低得多,两者不能一概而论。

我估计长三甲第三级直径的确定应该是迁就液氧储箱。长三甲第三级燃料18吨,按混合比5计算,应该带液氧15吨。取液氧比重1.141,直径3米的氧球重16.13吨,如果做成相同直径的球罐,刨去厚度正好装15吨液氧。而如果取直径3.35,那么这个氧球的重量将达到22.5吨,就算有罐体厚度抵消点也得有20吨。换句话说,用这个直径作15吨液氧罐必然出个扁罐,结构系数自然也不会好看。虽然实际燃料箱未必是标准球,但扁的比正的废料应该是能肯定的。

而以F9 第一级的燃料量,直径加几十公分,依然是两个拉长球罐,结构系数不会变差的。
------
顺便跟cmj9808版说一句,12尺是一个车道的宽度啊,拉火箭属于大件特运,应该能从旁边的道借几十公分。而且美国收费站少,不像国内运大件,经常把收费站的亭子搬来搬去。我关注高度的原因是,影响垂直空间的(比如立交桥、隧道限高)不像水平空间那么好借。突然发现M1的宽度也是12尺,它一人就把车道挤满了,好生霸道。

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不过,目前看到的资料显示F9一级也是共底储箱结构。加上高推比发动机和2195铝锂合金的贡献,高达30的干质比应该也是新记录了。  发表于 2013-3-10 09:54
你说的对。有关结构质量的问题,我犯了形而上学的毛病。F9 v1.1直径加大到4.5m确实不会出现所谓扁罐的状况。  发表于 2013-3-10 09:52
hkhtg090201 发表于 2013-3-10 07:08 | 显示全部楼层
说起长径比,我想起了刚取消的‘战神-1’,Ares-1曾经遇到一个问题,就是在发射中的‘震动’问题,当时曾经是个经常被文章提及的问题,跟结构应该有关系,不知道这个Falcon9 V1.1,会不会遭遇震动问题。

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对于战神1这种上粗下细的奇葩构型,还真不知道怎么算长径比。不过,其一级是固体的,结构问题应该小一些。  发表于 2013-3-10 09:56
pockn 发表于 2013-3-10 09:36 | 显示全部楼层
记得当年的战神1 起飞时倾斜的厉害,看得都怕..

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那是用来规避发射塔的...  发表于 2013-3-20 11:29
貌似在战神系列的那个帖子里提过,战神1的飞控系统设计比较变态,通过在一定范围内来回摆动抵消部分震动。  发表于 2013-3-10 09:58
月神号特快 发表于 2013-3-20 13:00 | 显示全部楼层
SpaceX真是胆大包天啊,刚建成半个新的火箭就要来个高强密度发射....

6月中旬: CASSIOPE (范登堡)
7月上旬: SES-8 通信卫星 (卡角)
7月下旬: Thaicom 6 通信卫星 (卡角)
9月: 8*Orbcomm 低轨道通信卫星 (卡角)
11月: Dragon CRS-3 (卡角)

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除了明年NASA的Jason-3发射合约还是写v1.0之外(可能还会改),下一次发射开始都是v1.1了,差不多达到了长三与长三甲的分别....  发表于 2013-3-20 15:24
从下一发开始,就都是1.1了么?改动这么大,换国内可以算是全新型号了。。。  发表于 2013-3-20 15:17
NSF 管理员怎么这么牛X啊,我IP被禁止访问半年多了,换了N钟翻墙方式都不行!!一直进不去  发表于 2013-3-20 14:45
zhang 发表于 2013-3-21 03:17 | 显示全部楼层
Merlin 1D 获得飞行资格认证,目前已积累 1,970 秒测试时间。

http://www.nasaspaceflight.com/2 ... achieves-milestone/

http://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=26388.570


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才1970秒,胆子真大,当年NK-15累计试车10万秒呢,还不是一上箭就出纰漏  发表于 2013-3-21 07:20
joki 发表于 2013-3-21 08:20 | 显示全部楼层
本帖最后由 joki 于 2013-3-21 08:29 编辑
zhang 发表于 2013-3-21 03:17
Merlin 1D 获得飞行资格认证,目前已积累 1,970 秒测试时间。

http://www.nasaspaceflight.com/2013/03/ ...

都说SpaceX的发动机师承自TRW,莫非Merlin1D其实是某型号的适应性修改版?否则这个试车累计时间短的令人难以理解,加一个零也嫌不够。就算MD艺高人胆大、经验积累多仿真技术先进、燃气发生器循环也早就玩烂了,可如果搞一个新型号,连2000s累计试车都不到就给资格认证,未免太草率。
joki 发表于 2013-3-21 08:28 | 显示全部楼层
估计图是P的,但是基本反映了F9 v1.1的发动机布置方式:

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是P的  发表于 2013-3-21 11:40
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