「近地轨道」以人类目前的科技,火箭最大能做到多大?能造10000吨的火箭吗?( 二 )
因此 , 我们制造火箭一定要注意火箭重量能否匹配发动机推力 , 而且并非加注燃料越多、发动机越大推力就越高 。
因为发动机内燃烧室的压力是有上限的 , 约为200个大气压 , 且温度高达2000℃ , 在发动机耐热材料上也已经触碰到人类的科技极限 。 因此大约来看 , 单个发动机的极限推力也就1000吨上下了 。
想要继续把火箭造大 , 那就必须增加引擎数量了 。
目前看来 , 最为成功的多引擎火箭就是捆绑27台发动机的重型猎鹰火箭 。
【「近地轨道」以人类目前的科技,火箭最大能做到多大?能造10000吨的火箭吗?】如果我们可以将27发F-1A发动机捆绑并联 , 那么总体推力就是27×8006.5千牛顿=216175.5千牛顿=22058724千克 , 架设推重比为1.3 , 那么箭体质量就等于16968249千克 , 也就是说可以推动满载重量约17000吨的大型火箭 。
相当于将1艘满载飞机的西班牙阿斯图里·亚斯亲王号航空母舰(17188吨)发射升空 。
不过引擎越多就越难控制 , 搞不好就会失控爆炸 。 就像是前苏联为了与美国竞争登月搞出来的N1重型火箭 。 它奇葩地并联了44台发动机 , 在4次发射中无一成功 , 反而在一次发射任务中炸死了150名围观的科学家 , 同时也将整个发射平台炸平 。
因此虽然说大力出奇迹 , 但是大力并不是那么好控制的 。
最后再带大家看一下NASA的脑洞方案 , 可以送666吨载荷进入近地轨道 。
结语虽然我们刚才算出了17000吨的天文数字 , 但是毕竟这只是纸上谈兵 , 人类的技术极限、材料的物理极限都摆在那里 。
按照我的理解 , 人类现有技术下的近地轨道投送能力极限也就在700吨上下了 , 起飞重量极限应该在10000吨左右 。
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罗宇虹杨瑞亭.F-1A发动机和SSME展望[J
.火箭推进1994(03):44-51.
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