“龙”飞船设计分析

从国际空间站上拍到的“龙”货运飞船

“ 龙 ”（Dragon） 宇 宙 飞 船 是Space X公司为发展载人航天能力而研制的飞船，参与竞标NASA的“商业轨道运输计划COTS”和“商业乘员发展计划CCDev”。2008年12月，Space X获得NASA价值16亿美元的12次商业补给服务合同。目前，“龙”飞船货运型已经顺利完成一次演示飞行试验，3次ISS补给任务。“龙”飞船载人型正在开发中。

“龙”飞船由返回舱和箱间段组成，返回舱上集中布置了增压舱、飞行控制系统、环控-维生系统、交汇-对接系统、姿态控制发动机系统、降落伞系统等关键组件，箱间段是一个非增压的圆柱形结构件，安装有两个太阳能帆板，为飞船提供在轨电力。箱间段内部可以放置那些不需要大气压力环境下运输的货物，或者顺道搭载发射一些小型、微型卫星，对运力可谓物尽其用。在“龙”飞船2012年第二次、2014年4月第三次执行COTS任务时，都在箱间段内搭载了微卫星。

一船两型

“龙”飞船的货运型和载人型的设计基本一致，只不过货运型没有安装载人时所需的乘员手动操作系统和紧急逃逸系统而已。按Space X的说法，“龙”飞船从一开始就是为载人航天设计的，具有很高的安全性。12次COTS任务正好给了“龙”飞船飞行检验的机会，货运型飞船的飞行经验可以为载人型积累成功数据，打消航天界对私营公司载人飞船安全性的担忧。

大空间与大能力

“龙”飞船最大直径3.6米，高2.9米，货运型拥有10立方米的增压空间和14立方米的非增压空间，可以向空间站运送6吨物资，这一能力超出了俄罗斯“进步”号货运飞船的能力。“龙”飞船还可以携带3吨载荷返回地面，这一能力是目前包括俄罗斯“进步”号、欧洲ATV、日本HTV等货运飞船所不具备的，她们返回时只能在大气层内烧毁。当用作载人时，“龙”飞船最多可以运载7名航天员，这一能力与退役的航天飞机相当。而俄罗斯的“联盟”号和我国的神舟载人飞船目前的载人能力都仅为3人。

高可靠性

“龙”飞船上关键的子系统都做了冗余备份设计，以提高可靠性。“龙”飞船共安装有惯性导航、GPS导航、铱星回收定位系统、星光导航四种导航/定位系统；两套独立的飞行控制计算机系统；18个“天龙座”姿态控制发动机推力器；双重备份的降落伞系统。

载人型“龙”飞船降落在着陆场的想象图

定点降落和重复使用

目前，货运型“龙”飞船还只能采用传统的海上溅落方式来回收，这种方式需要付出一定的回收成本。Space X正在开发的“超级天龙座”发动机，用作未来载人型“龙”飞船的紧急逃逸发动机，每艘飞船共安装8台，每台推力6.8吨。如果飞船发射成功，这些发动机也不会像传统的飞船逃逸系统那样被抛弃，而是在返回降落时，快接近地面的一刻作为缓冲发动机使用，再配合可伸缩的着陆支撑腿，“龙”飞船就成为第一艘可以垂直降落在地面的载人飞船。这种降落回收方案的成本几乎为0。以前的飞船要么降落在茫茫大洋，要么降落在荒无人烟的沙漠，“龙”飞船这种可以直接降落在指定的着陆场的设计，非常人性化。

龙飞船载人型内部人员布局