5000大吨火箭即将发射,马斯克重复前苏联登月道路,能走多远?

8月5号,Space X公司的全状态星舰完成合体,已经立在发射台上。火箭加注满燃料以后,起飞重量达到5000吨。

这不仅是有史以来最重的火箭,而且一举超过美国登月用的土星5号火箭2/3质量,土星5号火箭的总重也就3000多吨。

和土星5号相比,马斯克用的火箭发动机是170吨级的,所以需要并联29台,才能够达到推离地球的目的。然而土星5只用了5台F1火箭发动机,每台海平面推力超过650吨。

走马斯克道路的火箭也不是没有,前苏联用于登月的N1火箭走的就是多发动机并联的道路,但是N1火箭一共发射了4次,一次都没有出大气层。

星舰采用的技术线路,遭到很多人嘲笑,让人觉得好像会步前苏联的后尘。

但是实际上前苏联N1的失败主要是由于火箭发动机,与星舰的猛禽火箭发动机完全是两种发动机。

上世纪50年代到60年代初,前苏联发射了人类第1颗人造地球卫星,把第1个宇航员加加林送上了太空。

在尤里.加加林飞入太空后的仅仅一个多月,1961年5月,美国总统肯尼迪宣布,美国将在10年内完成载人登月计划。

由此拉开了人类历史上最轰轰烈烈的宇航发展竞赛项目,看谁先登月。

由于登月耗资巨大,最开始的时候,前苏联不怎么想跟。赫鲁晓夫对科罗廖夫说,苏联没有钱支持这样一个项目。

其实,对于当时的美国和苏联来说,登上月球没有任何经济上的意义,但是却有巨大的政治红利,而政治红利会决定盟友是否坚定的跟着你。

所以1964年,赫鲁晓夫又对科罗廖夫说,国家准备给予登月项目所有的资源和支持。

但是这个许诺仍然是要以当时前苏联的经济条件作为基础。

当时整个苏联的经济是以军事装备生产为中心。

科罗廖夫接手登月项目的时候,比美国晚了三年,又要追赶美国的进度,最大的问题就是没有合适的火箭发动机。

当时最好的方案是重新研制液氧煤油火箭发动机,由于时间紧迫,所以科罗廖夫就只能使用老的火箭发动机。

于是就造成了苏联的N1火箭集成了30 台老式火箭发动机。

实际上科罗廖夫一开始就知道。N1火箭是不可能完成登月任务的。

虽然N1火箭的总起飞质量与土星5号火箭相当,但是由于火箭发动机落后,运载能力不如土星5号,最多只能完成进入月球轨道并且返回的任务。

前苏联在工业体制上也有非常大的缺陷,就是它的标准化完成的非常差。

而且就当时的条件而言,美国和苏联的工业生产体制有着巨大的差别,这也是导致前苏联和美国在登月竞争上巨大差别的原因。

美国的军事工业是建立在民用工业的基础上,而前苏联则恰恰相反。

N1火箭发动机的布置是24台在外围,6台在正中间,中间的6台担任了调整火箭姿态,控制火箭倾角的任务。

这就要求这30台火箭发动机必须协调工作,火箭发动机必须满足相同的质量标准。

产品的标准化,是基于对民用产品批量质量管理要求提出来的。准确的说是福特汽车公司提出来的。

因为对于一个生产民用产品的企业来说,只有达到批量才能够降低成本获得利润。同样型号的产品要卖同样的价格,必须有相同的质量。

但是在前苏联的军工体制中,这些都是不需要的。火箭发动机装在导弹上就是一次性的,质量偏差不影响最后的结果。

前苏联的军工产品主要是围绕着进行第3次世界大战而设计的,要求便宜、廉价便于战时快速生产。

所以匆匆上马的N1火箭选择的30台火箭发动机,工作状态和质量参差不齐,所以4次发射每一次都出问题。

最后一次发射的事故是其中一台火箭的螺丝松动脱落,结果被吸入了氧化剂的管道中造成了火箭爆炸。

1966年科罗廖夫去世,实际上就宣布了前苏联整个登月计划的失败。

所以,N1火箭失败最大的问题是没有钱!其次是没有完整合理的工业生产体系。只能采取折中的技术路线,匆匆上马,次次爆炸。

 Space X公司是一个民营企业,民营特点就是价格便宜。

为了达到价格便宜的特点,那就必须减少发动机的型号,提高发动机的可靠性,所以space X公司的猛禽火箭发动机可以装配所有型号的火箭。

火箭小,少几台发动机;火箭大,多几台发动机,就是这条线路。

目前猛禽火箭发动机的价格已经降到了100万美元以下,要知道猛禽火箭发动机是全世界第1种全流量分级燃烧的火箭发动机,是最最先进的火箭发动机。

去年5月份的时候,NASA宣布与 Aerojet Rocketdyne (洛克达因航太控股)签订合同,生产18个RS25火箭发动机,合同价值 17.9 亿美元。

RS25火箭发动机是美国航天飞机上面的火箭发动机。这个火箭发动机,当然也是很先进的,可靠性和安全性都很高。

但是它的推力和马斯克的那个100万美元的猛禽差不多。

这就说明,产品只要由民企来生产,价格马上就下来了。

当然,5000吨大火箭这种复杂的工业产品,找bug是非常重要的。火箭找bug成本比较大,必须以坠毁为代价,前苏联就无法承受这样的代价。

要达到质量可靠,性能满足要求的产品,就是要用反复的试错来换时间,所以实验的时候砸钱不应该心疼。

而且,N1火箭发动机当时为了增加荷载,出了一个馊主意:少带氧化剂,让多余的燃料在火箭喷口底部利用大气层的氧气再燃烧一次,产生额外的推力。

所以N1火箭的底部看起来很奇怪,看上去发动机的喷口和底部是一个整体。实际上也是一个整体,周围那一圈24台发动机都是焊死的。

马斯克的猛禽发动机就没有这个问题,每一个喷口都是独立的,可以泵后摇摆。

Space X公司在嘲笑和不信任中完成了以前吹过的所有牛逼。

完成了迄今为止人类历史上最可靠的天地往返运输系统。

最新版本的星舰是sn20,在前面各种测试用了19个,失败是成功之母,马斯克一定会成功的。

中国也有两家民企在做返回式火箭,也祝他们早点成功。

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