星舰为什么要改成热分级

@Jin Feng:一般staging的过程是:一级先关机,等几秒,确认全关了,然后一、二级用炸药(pyrotechnics)或空气动力(pneumatic)互相推开。再等几秒,确认分离后,二级开机。

坏处1:过程长(5-6秒至少),损失动能大。

坏处2:技术复杂度高,分离装置那么多,只要一个装置不工作,两级就栓在一起,芭比Q 了。

好处:一步一步清晰,容易控制。比较安全,前提是分离装置稳定可靠。

而hot staging,原来老毛坚持这么搞得原因:老毛喜欢简单粗暴。分离的时候,一级降低推力或关机,无所谓的,只要不是全功率就行。二级没有分离装置,直接点火,靠推力把二级从一级顶端推开。粗暴!!

好处1:简单,减少了分离装置。

好处2:前提是一级不关机,动能损失少,不会有那个5-6秒自由落体的过程。

坏处1:一不小心,把一级点着了,一起炸了。而且火焰有可能反弹到二级发动机上造成伤害。

为啥所有人都不这么干?因为大家其实对分离装置的稳定性都没问题。但对于这么暴力的直接在一、二级之间的箭体内部点火,都没这个胆量。老毛一开始搞不定分离稳定,走了这条路,后来其实也不走了:新的火箭都不这么干的。就是老的,已经定型了的才保留。

老马为啥这么干。比较复杂,我自己猜的。通过首发,大家知道了星舰是如何一、二级分离的,这是一种很诡异的分离方法,没有人用过的:一级关机,然后一二级RCS一起工作,把整个火箭转起来(yaw 方向上),通过离心力,再加上气动分离装置的推动,使得两级分离。

为啥要这么“华丽”?

大家知道满载燃料的二级有1200吨重!!!比长征5号整个火箭通通加起来还重(长5一共满载燃料才850吨),星舰就一个二级,就比整个长5重了50%!。而且别忘了,分离装置是要把一二级推开,一级这时候也还是挺重的,因为还有燃料(去做回收)。这么重,啥空气动力的装置能够稳定推动使之分离?所以不得不加上旋转,让离心力帮一下忙。

但首发大家也看见了,这个华丽的创新没成功,不管什么原因吧。老马决定,换方法。用二级开机,直接暴力分离。这样以后多重(zhong)的二级都没问题。(大家不要忘了,现在二级还没有载荷,已经1200吨了,在加个200吨载荷,空气分离更没戏了)。同时,热分离还能保持箭速,不损失DV。还有,少了那个惊心动魄的旋转。坏处是增加了重量,和爆炸的危险。但他们衡量过了后,觉得还是应该试试,毕竟长远来说,这对于星舰这样的巨型火箭,看着是一条正道。

累死,解释完了,给个赞吧。

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作者:Mr李
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来源:TechFM
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