现役最大火箭三箭回收

庞之浩

27台推力均为67 吨的“梅林”1D发动机同时点火，蔚为壮观。

2019年4月12日，美国太空探索技术公司的“猎鹰重型”圆满完成首次商业发射。不仅把发射质量高达6.46吨的阿拉伯-6A通信卫星送入了太空，而且第一次实现了同时回收火箭的芯一级和所捆绑的两枚助推器，场面，略科幻。不过，还是有一些遗憾：一是“史蒂文先生”整流罩回收船仍没有成功回收价值600万美元的整流罩，需要从海里捞起晾干、修理再次使用，这样可以减少生产整流罩的时间;二是其芯一级在海上平台成功着陆后，却因海良太大，且没固定好而倾倒，据悉发动机需修理后才可再次使用。

“猎鹰重型”火箭近地轨道运载能力达63吨，意味可以将一架波音737发射至近地轨道，是现役运载火箭中运载能力最大的。如今，超20吨的近地运载就属难得，也有不严格的划分将超20吨归为重型火箭范畴。我国目前最大的火箭“长征”5号近地轨道可运载25吨，与63吨还有相当一段距离。当然，与已退役的“土星”5和“能源号”近地轨道运载100吨左右的能力相比，现役的重型们都黯然失色。但没有载人登月飞船或航天飞机等超大型航天器的发射任务，如今再大的火箭也是“英雄无用武之地”。

运力之大，得益于马斯克加法和乘法学得好。“猎鹰重型”就是在美国太空探索技术公司目前已大量成功发射的“猎鹰”9火箭基础上，在芯一级捆绑了两枚大型助推器，而这两枚大型助推器其实就是与芯一级一模一样的火箭，即“猎鹰重型”的第一级是由3枚相同的火箭并联而成的，每枚上面装有9台发动机，发射时共有27 台发动机同时点火。

众人拾柴火焰高的思路，苏联人也用过。为了与美国静载^登月而研制的N1，—级有30台发动机。但其连续4次发射失败，其中—个重要原因是30台发动机同时点火产生的巨大高频震动;另外，由于发动机太多，所以也容易出现“纵向耦合振动”等问题。“猎鹰重型”与N1火箭的不同之处是27台发动机平均装在芯一级和两个助推器3个火箭上，所以发射时最大的风险由30个之间的相互作用，变成了3个之间的相互作用。为了使助推器与芯—级可靠连接，在助推器上分别加装了鼻锥和前、后安装点和冷分离机构，即在芯一级贮箱底部和顶部同芯一级火箭连接和和分离。为了承受发射的额外应力，重新设计了芯一级的结构，增加了它的强度。

还有一个指标是“猎鹰重型”更加引以为傲的，那就是价格。重复使用第一级火箭的发射价格为9000万美元，一次性使用第一级火箭的发射价格为1.5亿美元。相比之下，美国航空航天局使用的近地轨道运载能力不到30吨的“德尔他”4H火箭发射成本高達3.36亿美元。如此低的成本得益于其科幻般的可回收。其芯一级和两个助推器能够回收与重复使用，即全箭其28台发动机，除第二级使用的1台发动机不能回收与重复使用外，其余27台发动机都可以回收与复用，复用的比例高达96.42%，这能大大降低火箭的发射成本。当然，选择回收第一级和两个助推器时，“猎鹰重型”的近地轨道载荷能力降为30吨。不管怎么说，这枚目前世界现役运载能力最大的火箭，同时还是史上最经济的“通天塔”。这两个身份，融合得如此和谐，细思，深感佩眼。

“猎鹰重型”的下一次发射是在今年6月，执行美国空军空间试验计划-2任务，一箭23星，部署在3个独立轨上道，总任务超过6小时，被誉为太空探索技术公司史上最具挑战性的四次发射之一。因为要重复使用这次回收的助推器，所以它将是首枚正式复用型“猎鹰重型”。