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猎鹰重型运载火箭
由美國SpaceX公司開發的太空運載火箭 来自维基百科,自由的百科全书
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猎鹰重型运载火箭(英语:Falcon Heavy,缩写“FH”),先前称为猎鹰9号重型运载火箭,是SpaceX研发和制造的一款可重复使用重型运载火箭[9]。猎鹰重型运载火箭是猎鹰9号运载火箭的一个衍生构型,由一个经过强化的猎鹰9号中央芯级和两个额外的猎鹰9号第一级组成。[10]这将能让猎鹰重型运载火箭的LEO运载能力达到63.8吨,而猎鹰9号运载火箭全推力版LEO运载能力仅有22.8吨。猎鹰重型运载火箭一开始就按照载人标准设计,并具有向月球或火星发射载人任务的潜力。另外也可以发射小行星采矿所需要的重型挖掘机具。
由于猎鹰重型运载火箭的蓝本——猎鹰9号运载火箭——设计上的不断演进以及处理长期积压订单的压力,它的首次发射日期在过去几年中也屡次推迟。2018年2月6日北美东部时间下午3:45(UTC 20:45),猎鹰重型运载火箭首飞成功。[11]首次发射中携带的有效载荷为该公司执行长伊隆·马斯克的特斯拉Roadster跑车。[12][13]
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历史

2004年,猎鹰重型火箭第一次被提上日程。
2011年,SpaceX在一次新闻发布会上对外界公布了这一计划。[14]
很多因素叠加导致火箭首飞被推迟5年到2018。这期间还有两次猎鹰9号的发射事故发生。导致 SpaceX 必须把他们所有的精力都集中在事故的分析中,导致发射任务有几个月时间的停滞。而且,将三颗猎鹰9号火箭捆绑也带来了远比预期要更加复杂的集成和结构上的挑战。[15]
2017年6月,伊隆·马斯克说到:
“ | 事实上,猎鹰重型比我们一开始计划的困难得多。困难得多得多,我们最开始的想法太幼稚了。[16] | ” |
2018年2月6日下午3:45(北美东部标准时间),猎鹰重型火箭首飞成功,[11][17]本次是测试飞行,用于这次试飞的测试运载物是SpaceX执行长伊隆·马斯克的樱桃红跑车,为特斯拉Roadster中的第一代。 此次三枚推进器中的两枚成功回收,[11]芯级推进器回收失败。当芯级推进器降落到大西洋时,芯级推进器用于减速的3台引擎中仅1台运作,它以约480公里/小时的速度坠落在距离无人驾驶驳船100米远的海中。[18]
2019年4月11日下午6时36分(协调世界时22:36分),猎鹰重型火箭第二次发射,也是首次商业发射,搭载阿拉伯卫星-6A在肯尼迪宇航中心39A号发射工位发射成功。[19]三枚一级助推器全部回收成功,其中两枚侧助推器回收至肯尼迪宇航中心的降落区域1和降落区域2,虽然这次改使用block5型火箭做助推器,但其整流罩为上次猎鹰重型测试任务中重复使用得来;中间芯级回收至无人驾驶驳船“我当然还爱你”上。[20]SpaceX其后发表声明,指由于海面风浪太大,成功降落在无人船上的中央推进器剧烈摇动,并最终坠海。回收团队因此未能把推进器运回佛罗里达州港口。
值得一提的是,两半整流罩也被成功回收,并将在同一年年晚些时候的“星链”发射中重复使用[21]。而故猎鹰重型的成本可以控制得十分的低廉,另外此次推力相较演示任务有5%的提升,酬载的阿拉伯卫星被注入更高的轨道上,因此整体使用寿命有望延长至20年左右。
2019年6月25日世界协调时间06:30分,猎鹰重型火箭第三次发射,台湾福尔摩沙卫星七号借由此次进入太空。
马斯克在2005年9月的一次新闻快讯中提到了猎鹰重型运载火箭,说18个月前有客户提出此需求。[22]他们原本计划是建造猎鹰5号运载火箭,并对此进行了各种探索,但他们最后发现,在火箭第一级使用9台发动机的设计——即猎鹰9号运载火箭,是唯一节省成本并且可靠的旅行方案。猎鹰重型运载火箭的开发利用的是私人资本,据马斯克所述,该火箭项目的成本超过5亿美元,它的开发没有接受任何政府融资。[23]
猎鹰重型的配置包括一个结构增强的猎鹰9号作为核心组件,外加两个消耗液态燃料的猎鹰9号作为一级捆绑式助推器。[24]概念上类似德尔塔IV 重型火箭、宇宙神V重型火箭以及俄罗斯的安加拉A5V火箭。
当猎鹰重型的一级三个助推器进行回收时,可以将20-50吨载荷运送到低地球轨道(LEO),而如果完全消耗火箭的全部助推器,则可以将60吨货物运送到低地球轨道[25]。
结构设计[26]
猎鹰重型运载火箭的第一级由三个助推器组成,侧面的两个助推器带有降低空气阻力的鼻锥。当火箭起飞后,中级的助推器在短暂的燃烧后会被关闭,直到两侧的助推器燃料耗尽并且分离之后,中间的助推器将重新点燃以全推力运行。
猎鹰重型的三个助推器每个都包含了9个默林引擎,总共27个,这些引擎使用液氧煤油推进剂(RP-1),在起飞时能提供超过5,130,000磅(2327吨)的推力。
猎鹰重型的三个助推器每个搭载了4个由碳纤维和蜂窝铝材料制成的着陆腿,这些着陆腿将在着陆前打开,使得助推器能平稳的着陆。
中间级是用来连接中间的助推器和第二级的结构,用来在第一级推进剂耗尽时将第一级与第二级分开。用来在回收降落时控制姿态的栅格舵也安装在这一级,
猎鹰重型的第二级基本与猎鹰9号的一致,在与第一级分离后,第二级搭载的真空默林引擎将载荷送往目的轨道。
猎鹰重型的整流罩由碳复合材料制作,用于在大气层内降低风阻并且保护载荷,SpaceX计划对整流罩进行回收以进一步降低火箭的发射成本。
历次发射及负载
由于猎鹰9号运载火箭性能的改进,一些飞往 GTO 的重型卫星,例如 Intelsat 35e[27] 和 Inmarsat-5 F4[28] 最终在猎鹰重型首次亮相之前发射。 SpaceX 预计首次商业猎鹰重型发射将在首飞成功后三到六个月内进行,[29][30]但由于延误,第一个商业有效载荷Arabsat-6A在首飞成功一年两个月后于 2019 年 4 月 11 日成功发射。 SpaceX 希望从 2021 年开始每年进行 10 次发射[31],但 2020 年或 2021 年都没有进行任何发射。
参考
外部链接
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