机械知识

　　时间2024年10月13日晚，SpaceX进行了冲动的星舰(Starship)第五次飞翔试验（IFT-5），成功对超沉帮推器进行了收受接管，成果振奋。做为中国平易近营航天的代表之一，星际荣耀就组织相关专业人员，对星舰第五次飞翔试验的预备工做、现实环境，以及呈现的特殊环境，进行了详尽的归纳拾掇、阐发取总结。星舰于时间2023年4月20日首飞，因为起飞过程中超沉帮推器有部门策动机无法一般工做，火箭自毁。随后正在2024年3月的第三次飞翔试验中，星舰飞船初次达到预定轨道，并对载荷舱舱门以及推进剂转移项目进行了测试，飞翔试验取得部门成功。星舰第四次飞翔测试于时间2024年6月6日晚进行，超沉帮推器和星舰飞船都成功完成了软溅落，但再入过程中星舰飞船S29的此中一个前襟翼严沉损坏。过后，6月12日，美国联邦航空局（FAA）得出结论，他们不需要对第四次飞翔测试进行变乱查询拜访：“美国联邦航空局评估了SpaceX星舰第四次飞翔使命的运转环境。”星舰飞船初次成功通过了大气层再入，虽然再入过程中一个前翼因高温受损，飞船仍可节制，并成功完成了“翻转和焚烧”灵活。2024年9月22日，马斯克分享了一张从海中打捞出的超沉帮推器B11的含有部门策动机的照片，用来评估策动机的形态。“今天，SpaceX公司的比尔·格斯顿迈尔（Bill Gerstenmaier）正在一场委员会会议上颁发了一些评论。他暗示，之前的超沉型火箭以半厘米的精度”落入海洋，这为即将到来的接力测验考试带来了决心。”本章节次要引见2024年10月13日第五次飞翔试验的根基环境，包罗飞翔产物形态、理论飞翔流程以及飞翔试验的目标取亮点。针对第四次飞翔试验呈现的问题，SpaceX星舰团队对本次飞翔试验中的飞翔产物进行了一系列优化改良。SpaceX对超沉帮推器上用于气瓶的长排罩上的Starlink终端进行了从头设想，采用了方形的新方案，原方案为圆形。由图5可知，正在静态焚烧之后（B11图片时间为2024年4月7日），漆面局部剥蚀，显露防热底板。正在超沉帮推器B12黑色喷漆被替代为单层不锈钢钢板围挡，防热大底处可见防热底板及不锈钢板毗连踪迹，猜测不锈钢围挡对超沉型的复用流程起到优化感化，避免反复喷漆。正在超沉帮推器B12的两个不变点上，每个不变点的两侧都添加了6个新的加强筋，每一侧添加了3个。超沉帮推器（编号B12）的液氧贮箱上新增了一个飞翔终止系统（FTS-Flight Termination System），位于液甲烷输送管的横向支持附近，一并添加的还有一个护罩。例如，可能是为了更好地节制放气过程，防止过度排放或不测泄露，或者是做为排气系统的一部门，以防止贮箱因温度变化或正在操做过程中呈现压力过高的现象。这些天线鼻锥上一个很是凸起的特征。天线左侧的焊缝现正在也不存正在，这可能表白这些焊缝取天线相关，可能是天线的终端或者是领受器支架，天线打消后，这些支架也一并打消。这些天线现正在被集成正在载荷舱部门，而且仍然被隔热瓦笼盖。如许的设想改动可能是为了加强对天线的防护，避免飞翔过程中正在最大动压段被气动力热前提所。此外，因为天线位于隔热层下方，飞船拆卸完成后能够连结完整的流线型气动外形，这种设想能够削减空气阻力，同时避免了外部凸起物惹起的恶劣热。这种新设想取超沉帮推器级间段处不异，因而这可能是两个部段之间的同一设想，以简化布局。按照某社交网坐上的用户供给的消息，能够佐证以上猜想。针对第四次飞翔测试中的沉返大气层问题后，SpaceX对S30的热防护系统进行了多项环节改良，包罗改换了更坚忍的新型隔热瓦、添加了烧蚀层以及正在隔热瓦下方插手了一层薄毡。Elon Musk提到，S29的后部利用的双层烧蚀材料正在第四次测试中成功抵御了高温，这也促使SpaceX正在S30的地方部门和翼片等环节部位添加了雷同的升级，以加强其沉返大气层时的耐热能力，据猜测新的隔热瓦的强度是之前的2倍摆布。此外，SpaceX还改换了隔热瓦利用的粘合剂，并正在裂缝较大的处所添加了更多填充材料，以处理耐热瓦正在出产过程中发生的容差问题，避免飞翔试验中的零落。2024年10月9日，有快乐喜爱者发觉，正在S30的左侧有一些隔热瓦取其他分歧，猜测为测试用的隔热瓦。正在第四次飞翔试验中也存正在雷同布局，分歧的是，S29正在某些处所锐意缺失一些隔热瓦，可能是用于测试局部的温度数据。星舰飞船无效载荷舱上的三角形摄像头块（安拆了两个摄像头）已被移除。正在以前的星舰飞船上，一个摄像头可以或许看到前襟翼和后襟翼的搭钮，但现正在不再需要，或者已被从头定位到更荫蔽的。此外，针对襟翼正在第四次飞翔试验的表示，正在本次飞翔试验中，星舰团队更改摄像头设置，着沉察看翼面以及襟翼取舰体毗连处的。对于超沉型火箭B12而言，考虑到本次飞翔试验兼具“捕捉”取“溅落”两种收受接管体例，SpaceX为其添加额外贮箱。全体而言，超沉帮推取星舰飞船有多处布局进行了同一设想，如超沉帮推上的星链终端、星舰飞船天线取超沉帮推天线同一等，这么做能够降低呈现错误的风险。3。2。1超沉帮推器B12试验过程B12超沉帮推器于2022年12月起头建制，并正在2023年8月完成拆卸。该帮推器是星舰打制的第5枚升级款超沉型火箭。正在星舰飞船S30完成第二次静态焚烧试验后，SpaceX颁布发表用于第五次飞翔试验的两个部段已做好飞翔预备。2024年6月12日，美国联邦航空办理局（FAA）颁布发表正在SpaceX第五次星舰飞翔测试（IFT-5）之前不需要对IFT-4变乱进行查询拜访。取星舰第四飞时比拟，本次飞翔试验中，星舰飞船液甲烷提前50s起头加注，液氧提前1min 40s起头加注。全体加注竣事时间取第四飞不异，本次持续加注时间耽误50s。超沉帮推器液甲烷提前40s起头加注，全体加注竣事时间取第四飞不异，本次持续加注时间耽误40s。对于起飞后的落区节制，按照起飞前的相关布告，星舰飞船估计落入南印度洋，但落区范畴比上一次更小。取第四次飞翔试验比拟，正在本次飞翔试验中，超沉帮推器测验考试初次被“机械手”Mechazilla正在轨道发射集成塔抓取。1)若是机械臂或超沉帮推器未达到捕捉前提，超沉帮推器间接施行“海上溅落”法式，正在距发射场数十公里处的墨西哥湾施行海面软着陆，取第四次飞翔试验不异。2)若是达到测验考试捕捉前提，超沉帮推器间接施行捕捉法式。这意味着，正在捕捉之前，超沉帮推器取发射塔需要检测数千条数据，只要正在确定超沉帮推器取发射塔均形态优良、运转一般的环境下，经发射使命总监确认后，才会发出捕捉指令。轨道发射集成塔是一个由钢材形成的高塔，高度为146米，由9个钢材料的桁架布局部段构成。每段的截面为正方形，边长约为12米。它们是双叉臂布局，正在卷扬机以及导轨的感化下能够正在发射塔架上的上下挪动，而且可以或许沿两头纵轴动弹。机械臂由两部门构成：摆臂为帮推器和星舰供给支持，而托架担任将机械臂固定正在塔架上，答应其上下滑动。按照国外快乐喜爱者猜测，机械臂可张开的角度大约为113°，无效捕捉长度为20m，此外还按照机械臂的尺寸猜测出了能够捕获的范畴。按照SpaceX前期水袋测试，机械臂的最大负载不小于700t。按照猜测，该安拆正在晚期为软包覆的泡沫材料，后续可能由于星舰试飞中被尾焰损坏而对其布局进行优化，外部通过金属盒状布局进行包覆，内部缓冲块材料暂未明白能否有更新。发射台从体为一个曲径约18m的钢制圆环，高约6m，同时也是发射塔的功能区。牵制安拆、快速脱拔安拆等均设置正在此处。表6为发射台部门数据统计。