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SN11爆炸原因公布,甲烷泄漏导致,硬核推理重演 

来源:爆炸与冲击 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2021-04-07

今天SpaceX公司的创始人马斯克公布了针对“空中大烟花”SN11爆炸原因的调查结果,不是大家猜测的因偏离航线,为保安全而自动触发了飞行终止系统“FTS”的自毁爆炸,就是因甲烷泄漏引发的连锁反应,最后导致发动机爆炸让SN11在空中解体。

当初完整落地8分钟左右的SN10,也是甲烷泄漏的受害者。

SN11爆炸的官方结论是:(相对)较小的CH4泄漏导致2号发动机着火并炸毁了部分电子控制设备,试图启动CH4涡轮泵着陆燃烧时困难,最终因涡轮泵“硬启动”导致爆炸。

这个结论有点绕口,我们用“人话”翻译下,因为直播画面卡住和结论说得模糊,所以下面都是猜测。

星舰的飞行测试,粗略包括三个阶段:

  1. 达到测试预定高度,关闭发动机,翻转为水平姿态;
  2. 保持水平姿态自由落体100秒,重启全部发动机,翻转为垂直姿态;
  3. 关闭两台发动机留一台,调整姿态,着陆在预定区域。

SN11在试图重新点燃猛禽发动机使其从水平翻转为垂直降落姿态时,炸了,案件重演应该是这样:

猛禽是全流量分级燃烧循环的发动机,具体原理有点枯燥,我们挑重要地说。

马斯克推文中说的CH4就是指甲烷,它是猛禽发动机的燃料剂,涡轮泵是猛禽发动机的“心脏”,它将确保燃料剂以合适的压力进入燃烧室。

涡轮泵像人体心脏泵血一样,要负责将足量的燃料剂以合适的压力推入燃烧室,这个压力必须确保推入的燃料剂能让发动机产生足够的推力,高了低了都不行。

如果涡轮泵推入的燃料剂加压不足,发动机产生的推力就低,抵消不了降落时的重力,比如之前的SN8,SN9都是因推力不足导致硬着陆,结局就是撞击地面爆炸;反之就是发动机受不住高压而爆炸,这次的SN11就这情况。

SN11的2号发动机发生甲烷泄漏,仅仅是最终爆炸的起因,引发的小爆炸,炸毁了部分电子控制设备和损伤了发动机,可能不止2号自己,还伤及了1号、3号。

所以马斯克描述的“硬启动”可能是指2号发动机的涡轮泵受损后,泵入燃烧室中的甲烷压力过高,使室内压力超过了阀值“Boom”了,极端情况下,1号和3号一看好兄弟都炸了,活着也没意思,一起走吧,也跟着炸了。

不过马斯克没有放出具体的图片,所以有可能只是2号炸了,也可能1号和3号正常燃烧着但被2号炸了,或者都炸了,不过不重要了,反正SN11在距离地面500米左右碎成一片一片的了。

马斯克乐观地表示,星舰原型机将继续尝试以正确的方式回到地面,针对测试发现的问题,已经至少找到了6种方法来解决,通过对舰体结构和发动机进行的百余项升级,从根源上完全或部分解决了燃料泄漏和硬启动等等的麻烦,只等测试验证了。

到目前为止,4台星舰原型机,都被马斯克送上了爆炸的天堂。SN15极有可能成为第一台完整降落后安静保持姿态不爆炸的星舰原型机。

我们用键盘打字总是容易的,工程师们的实际改进才是真的艰难。所以只能祝愿SN15能成功,如果不成功,就像马斯克说的那样,再花点时间,继续改进,直到成功——这正在马斯克和SpaceX公司受到欢迎的原因,面对失败,他们敢于直面,毫不遮掩,反复验证直至最后找到正确的方法。

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