觀察員
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任念東：馬斯克“炸火箭”，什么水平的操作？
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任念東政治軍事觀察者
【文/觀察者網(wǎng)專欄作者 任念東】
1月19日，SpaceX公司完成了為NASA提供近地軌道載人服務(wù)的最后一項(xiàng)測(cè)試——“飛行中發(fā)射中止測(cè)試”，用一枚真實(shí)的獵鷹9火箭將“載人龍”飛船發(fā)射升空，并在途中模擬發(fā)射失敗的宇航員救生場(chǎng)景。
這個(gè)測(cè)試有什么用？
這還得從空氣說(shuō)起。
在飛船發(fā)射過(guò)程中，高速流動(dòng)的空氣會(huì)對(duì)飛船產(chǎn)生阻力，這個(gè)阻力大致可以用一個(gè)公式來(lái)表示：
式子中，阻力因子C和面積S都是常數(shù)，影響阻力的只有空氣密度ρ和速度V。
隨著火箭加速，V當(dāng)然是持續(xù)增加的，但是同樣隨著高度的提升，空氣密度ρ又會(huì)下降。
因此在火箭穿越大氣層的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)阻力最大的點(diǎn)——最大動(dòng)壓點(diǎn)，也叫“max-Q”。
在上面這張圖里，紅線是速度，藍(lán)線是空氣密度，綠線就是動(dòng)壓，能看到綠線有且僅有一個(gè)峰值。
那么，如果在這個(gè)最大動(dòng)壓點(diǎn)附近飛船能夠安全救生，那么在其他阻力更小的情況下救生應(yīng)該也能做到。
SpaceX和以前的測(cè)試有什么不同？
在NASA的傳統(tǒng)中，新飛船需要進(jìn)行實(shí)際的飛行逃逸測(cè)試，不過(guò)傳統(tǒng)上是用較小的火箭搭載發(fā)射。這種傳統(tǒng)可以追溯到美國(guó)最初的載人航天計(jì)劃“水星”中。
用于“水星”飛船逃逸測(cè)試的“Little Joe”火箭
在阿波羅計(jì)劃中，上升段逃逸測(cè)試用的火箭升級(jí)為“Little Joe II”。在阿波羅計(jì)劃的第三次飛行逃逸測(cè)試（A-003）中，由于故障，火箭陷入了不可控的旋轉(zhuǎn)中，最終在低空解體。而逃逸系統(tǒng)成功將阿波羅飛船的模擬返回艙在火箭爆炸時(shí)“拽”了出來(lái)，生動(dòng)直觀地體現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性。
“阿波羅上升逃逸測(cè)試”最近的一次上升段逃逸測(cè)試，是2019年7月2日進(jìn)行的“獵戶座”飛船逃逸試驗(yàn)Ascent Abort-2，采用的助推火箭則是“和平衛(wèi)士”洲際導(dǎo)彈的固體一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)SR118。
“獵戶座飛船逃逸測(cè)試”-
本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)。
- 責(zé)任編輯: 小婷
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