噱頭無益，可靠為王

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美國太空探索技術(shù)公司（以下簡稱SpaceX）已近乎發(fā)展成為了一種流行文化。有狂熱的粉絲、也有相關(guān)的文化圖騰、更有無數(shù)力挺的跨界著名關(guān)注者。至于在航天業(yè)界的同行們，無論是否對其認(rèn)可，都已無法忽略這家企業(yè)。其名之盛，以至于目前相關(guān)新聞已被國內(nèi)許多營銷團(tuán)體或者個(gè)人包裝用于各類營銷目的。截至2015年末，“獵鷹”9號(hào)運(yùn)載火箭完成了至少6次發(fā)射，把多顆航天器送入軌道。作為一種宣稱近地軌道有效載荷13噸、典型發(fā)射任務(wù)報(bào)價(jià)只有5400萬美元的“經(jīng)濟(jì)適用型”中型運(yùn)載火箭，“獵鷹”9號(hào)的實(shí)用、可靠已經(jīng)得到證明。時(shí)至今日，其發(fā)射過的最昂貴的載荷，乃是歐洲衛(wèi)星公司的SES-9同步軌道通信衛(wèi)星，重約5.3噸。然而，上述這些并非令SpaceX揚(yáng)名之處。

最吸引眼球的是——迄今為止“獵鷹”9號(hào)回收型，共進(jìn)行了6次第一級(jí)垂直回收試驗(yàn)，有兩次獲得圓滿成功（載荷入軌+回收成功），剩下的幾次也部分成功（載荷入軌+回收失敗）。

通過研究SpaceX公司“獵鷹”系列火箭從摸索到成熟的歷程，我們能夠了解美國航天系統(tǒng)在快速布星和商用發(fā)射方面的進(jìn)展。同時(shí)通過分析SpaceX的得失，也能對國內(nèi)準(zhǔn)備乘“軍民融合”東風(fēng)進(jìn)入運(yùn)載火箭研發(fā)領(lǐng)域的民企，產(chǎn)生一些指導(dǎo)作用。

從梅林引擎開始

眾所周知，發(fā)動(dòng)機(jī)是決定運(yùn)載火箭性能的最關(guān)鍵因素，也是決定一枚火箭成敗的基礎(chǔ)，運(yùn)載火箭幾乎就是圍繞著發(fā)動(dòng)機(jī)來進(jìn)行設(shè)計(jì)的。目前，除去尚在試制階段的，采用液氧甲烷燃料的猛禽上面級(jí)引擎，以及隨著“獵鷹”9火箭投入使用而靠邊站的紅隼上面級(jí)引擎，采用液氧煤油燃料的梅林發(fā)動(dòng)機(jī)是SpaceX目前唯一的臺(tái)柱。

梅林發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)源頭頗為復(fù)雜，技術(shù)來源眾說紛紜。不過，美國的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)雖然繁復(fù)浩瀚，但萬變不離其宗，其技術(shù)傳承和演進(jìn)是有一個(gè)較為明確的路線與參考的。

大致上，我們由于梅林引擎的針?biāo)ㄊ絿娮鞓?gòu)造，將其視為阿波羅下降段引擎演進(jìn)線上的產(chǎn)物。而且在其具體的設(shè)計(jì)思想上，明顯是參考了馬歇爾航天中心的Fastrac廉價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)。不過，該觀點(diǎn)許多人并不贊同。

反對的理由之一，便是梅林引擎和登月艙下降級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)連燃料都不一樣，只不過都采用了針?biāo)ㄊ絿娮於?。至于Fastrac廉價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)……“如此推力有何資格和‘獵鷹相比”。所以按照其邏輯，梅林引擎應(yīng)該和圣杯一樣，乃是神對馬斯克的恩賜，只恨不能把火箭都吹成是他的創(chuàng)造。

不過，無論支持還是反對，出身湯譜森-拉莫-伍爾德里奇公司的SpaceX的總工程師Tom Mueller，畢竟是在TR-106引擎（使用針?biāo)ㄊ絿娮?，氫氧燃料）的開發(fā)過程中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。在其投奔新東家后，適當(dāng)借鑒參與過的項(xiàng)目，取其精華加以利用，實(shí)在也屬于情理之中的事情。而針?biāo)ㄊ絿娮斓膬?yōu)點(diǎn)也非常的多。包括穩(wěn)定性好、加工維護(hù)便宜、節(jié)流調(diào)速容易等。那么，在相關(guān)專利已經(jīng)失效的前提下借鑒過來，也是合情合理的。

盡管優(yōu)點(diǎn)多多，針?biāo)ㄊ絿娮斓墓逃腥秉c(diǎn)，卻也在梅林發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和制造過程中把整個(gè)團(tuán)隊(duì)坑得不輕。

針?biāo)ㄊ絿娮鞓?gòu)造對冷卻的要求很高，所以最初的梅林1A與1B，均不可避免的遇到了過熱的問題。由于梅林系列發(fā)動(dòng)機(jī)在其開發(fā)初期堅(jiān)持采用了可靠性和效率都很糟糕的燒蝕冷卻方式，所以發(fā)動(dòng)機(jī)過熱燒穿的問題，一直是團(tuán)隊(duì)在早期面臨的最大挑戰(zhàn)。最早的“獵鷹”1型火箭，就屢屢在發(fā)動(dòng)機(jī)的問題上吃癟。直到被搞煩了的SpaceX決定下大力氣部分推倒重來——從1C改進(jìn)型開始，將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻模式改為回?zé)崂鋮s式，徹底放棄燒灼冷卻模式，這才基本解決了過熱的問題。

所謂回?zé)崂鋮s，就是設(shè)計(jì)一組專門環(huán)繞燃燒室和噴嘴的管路，將燃料首先流經(jīng)燃燒室和噴口的外壁再注入燃燒室。既冷卻了發(fā)動(dòng)機(jī)又可以預(yù)熱燃料。但其較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，也增加了引擎開發(fā)的難度和風(fēng)險(xiǎn)。

然而，換用回?zé)崂淠Ｊ絽s和SpaceX的技術(shù)發(fā)展宗旨是背道而馳的。眾所周知，梅林引擎在立項(xiàng)伊始，就被定義為一種結(jié)構(gòu)盡可能簡單的高性價(jià)比引擎。也因?yàn)檫@個(gè)思路，沒有選用技術(shù)難度更大、但比沖更高的分級(jí)燃燒循環(huán)，而是結(jié)合美國的技術(shù)積累情況，走了較為簡單、低成本、低風(fēng)險(xiǎn)的燃?xì)獍l(fā)生器循環(huán)模式。因?yàn)榘⒉_計(jì)劃的牽引，上世紀(jì)60年代，美國在液氧煤油燃料、燃?xì)獍l(fā)生器循環(huán)領(lǐng)域作了大量工作，技術(shù)積累非常豐厚。但是此后的研發(fā)重點(diǎn)就轉(zhuǎn)向了液氫液氧燃料、高壓補(bǔ)燃循環(huán)（分級(jí)燃燒循環(huán)的一種）發(fā)動(dòng)機(jī)，對液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)投入不多。

那么，分級(jí)燃燒循環(huán)模式和燃?xì)獍l(fā)生器循環(huán)模式到底有何區(qū)別？前者在燃燒循環(huán)時(shí)，將推動(dòng)渦輪泵做功的廢氣壓入燃燒室再次進(jìn)行燃燒，最大限度利用燃?xì)獾哪芰?。而后者，為了最大限度簡化設(shè)計(jì)、采取直接將廢氣一排了事的“簡單粗暴”方式，以求最大限度減少發(fā)動(dòng)機(jī)的干質(zhì)量。因?yàn)榉旨?jí)燃燒循環(huán)充分利用了渦輪泵廢氣的能量，可以大幅度提高渦輪功率、進(jìn)而提高燃燒室壓力，顯著提高了發(fā)動(dòng)機(jī)比沖。對于燃?xì)獍l(fā)生器循環(huán)，渦輪廢氣的能量被浪費(fèi)了，渦輪泵的功率越高、這種浪費(fèi)越嚴(yán)重，到了一定程度、浪費(fèi)的廢氣能量高于燃燒室壓力提高帶來的好處，得不償失；所以燃?xì)獍l(fā)生器循環(huán)的燃燒室壓力較低，比沖明顯低于分級(jí)燃燒循環(huán)。

當(dāng)然，在液氧煤油燃料組合上，燃?xì)獍l(fā)生器循環(huán)比高壓補(bǔ)燃循環(huán)還有一個(gè)優(yōu)勢：富燃燃燒。因?yàn)槊河偷母邷亟Y(jié)焦問題，高壓補(bǔ)燃循環(huán)只能采用調(diào)高氧化劑比例的富氧燃燒模式，高溫高壓燃?xì)饪氨纫胰矚飧?，一旦發(fā)動(dòng)機(jī)故障、燃?xì)庑孤收习l(fā)展會(huì)很迅速、后果嚴(yán)重。相比之下、富燃燃燒的燃?xì)馄茐牧腿醯枚?，故障發(fā)展緩慢、溫和得多，這個(gè)特性曾經(jīng)挽救過“獵鷹”9號(hào)的發(fā)射任務(wù)，此乃后話。

顯然，由于豐滿的理想和骨感的現(xiàn)實(shí)，SpaceX被迫做出了無奈的妥協(xié)。使得梅林發(fā)動(dòng)機(jī)在走燃?xì)獍l(fā)生器循環(huán)模式，以求最大程度簡化的同時(shí)，卻被迫在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻模式上采用回?zé)崂鋮s。最終，造就了梅林1C這個(gè)有幾分怪異，但基本算是“好用”的引擎。

梅林1C基本固定了當(dāng)前經(jīng)典版梅林引擎的所有特性。在其基礎(chǔ)上開發(fā)的1D，則是進(jìn)一步減重與優(yōu)化的設(shè)計(jì)。最終，在設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的竭盡所能之下，其燃燒室壓力較之1C提高了近五分之二，接近100個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力，使得性能有了大幅的提高。

總的來說，即便是以梅林1D而言，其海平面比沖也僅有275秒，海平面推力折合約66噸。雖然較為可靠，但各項(xiàng)指標(biāo)均已落后，算不上什么強(qiáng)大的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。最新型的梅林1D+發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)版本繁雜、自相矛盾，很難準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，但是它的技術(shù)基礎(chǔ)沒有變化，核心指標(biāo)不會(huì)有革命性突破。

縱觀美國航天界琳瑯滿目的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)貨架，比之更優(yōu)秀的產(chǎn)品比比皆是。例如航天飛機(jī)的主發(fā)動(dòng)機(jī)，大名鼎鼎的洛克達(dá)因產(chǎn)航天飛機(jī)主發(fā)動(dòng)機(jī)（SSME）。其采用液氫液氧燃料、高壓補(bǔ)燃循環(huán)、可以重復(fù)使用，海平面比沖達(dá)366s、海平面推力約190噸。其性能不知甩開梅林1D幾條大街。尤其是其具備高達(dá)452s的真空比沖！相較而言，梅林1D僅有可憐的310s。那么，既然費(fèi)盡周章完成的梅林1D實(shí)際上是個(gè)半吊子，市面上也有著遠(yuǎn)比它強(qiáng)大的引擎，那么為何公司不老老實(shí)實(shí)掏錢去買現(xiàn)成的好發(fā)動(dòng)機(jī)呢？

實(shí)際上，目前聲名大噪的“獵鷹”9號(hào)運(yùn)載火箭的成功之處，就在于其采用了梅林這樣的“大路貨”。但是，SpaceX是一家典型的商業(yè)公司。它的宗旨是搶占市場，獲得業(yè)務(wù)，最終實(shí)現(xiàn)盈利。而不是設(shè)計(jì)和制造更棒更強(qiáng)的火箭，為航天事業(yè)做出貢獻(xiàn)。開發(fā)梅林系列發(fā)動(dòng)機(jī)的基本要求就是廉價(jià)。即便是最新型的梅林1D，推算價(jià)格也僅百萬美元級(jí)別。與之相比，性能遠(yuǎn)勝的SSME，其價(jià)格卻是以千萬計(jì)的。此外，不但是發(fā)動(dòng)機(jī)本身的價(jià)格相差懸殊，采用煤油為燃料的梅林引擎與采用液氫為燃料的SSME，其使用成本也相差懸殊。

最后，必須要簡單談一下的是“獵鷹”9號(hào)火箭第二子級(jí)主發(fā)動(dòng)機(jī)真空梅林。顧名思義，真空梅林的實(shí)質(zhì)還是梅林。它是在起飛級(jí)型號(hào)的基礎(chǔ)上，采用大面積比的高空噴管改進(jìn)獲得。與梅林1版本基本是繼承性的關(guān)系，只是專門優(yōu)化了真空比沖性能。

于是，隨著紅隼上面級(jí)引擎靠邊站，SpaceX終于用一種發(fā)動(dòng)機(jī)滿足了所有需要。而其技術(shù)始于各類明的暗的技術(shù)輸入渠道，基于各種低成本概念的堆砌。公司方面，要做的只是在享有技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)和改進(jìn)。這種策略最終極大地?cái)偙×搜邪l(fā)成本，更是有利于組織批量生產(chǎn)、控制成本、提升質(zhì)量，以最經(jīng)濟(jì)的價(jià)格生產(chǎn)出適用的引擎。

然而，正如前文所剖析的那樣，梅林1系列引擎，要推力沒推力要比沖沒比沖，優(yōu)點(diǎn)只是便宜簡單和可靠，終究是一種湊合用的產(chǎn)品。所有人都應(yīng)該明白，如果艾隆·馬斯克能夠以同樣的成本制造和使用SSME，他當(dāng)然不會(huì)選擇梅林。正如他自己對媒體說得那樣：“火箭引擎是目前SpaceX所面臨的最大短板。”

這，也是SpaceX努力推進(jìn)“猛禽”甲烷液氧發(fā)動(dòng)機(jī)研制工作的根本原因。關(guān)于這種引擎，我們將會(huì)在下文說到。

從“獵鷹”1號(hào)到“獵鷹”9號(hào)

SpaceX在運(yùn)營早期頗為不順?！矮C鷹”1號(hào)運(yùn)載火箭從2005年下半年到2008年8月，曾經(jīng)有過連續(xù)3次失敗的記錄。尤其是在2008年8月2日進(jìn)行的第三次發(fā)射，由于發(fā)射后異常振動(dòng)導(dǎo)致的分離故障，將分屬美國國防部和NASA的3枚立方星，以及208名在生前希望死后遺骸能進(jìn)入太空的顧客的骨灰統(tǒng)統(tǒng)燒毀在了同溫層內(nèi)。其中包括曾經(jīng)出演著名科幻電視劇《星際迷航》的美國已故演員杜漢和阿波羅7號(hào)飛船的宇航員庫珀。

不過，隨著梅林1C發(fā)動(dòng)機(jī)投入使用，原本折磨SpaceX的發(fā)動(dòng)機(jī)燒穿問題得以解決。2008年9月28日，SpaceX使用一枚第一級(jí)改用“獵鷹”1C引擎的“獵鷹”1號(hào)運(yùn)載火箭，在夸賈林環(huán)礁發(fā)射基地，將一塊165千克的配重成功送上進(jìn)入近地軌道。

從2002年6月成立以來，盡管SpaceX的道路看似坎坷異常，但僅僅3個(gè)月后，“奇跡”就將發(fā)生。同年12月23日，NASA宣布將第一批總值36億美元的國際空間站貨運(yùn)合同，分配給了SpaceX和軌道科學(xué)公司，當(dāng)時(shí)距離SpaceX的首次開始火箭發(fā)射只有2年時(shí)間，距離第一次成功將載荷送入軌道還不到3個(gè)月。該合同立即倍增了SpaceX的發(fā)言權(quán)和市場地位，使這家本來在業(yè)界只見嘴炮和笑話的企業(yè)，搖身一變成了可能有機(jī)會(huì)挑戰(zhàn)波音和洛克希德馬丁合資成立的聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟市場地位的潛在競爭對手。因?yàn)榫驮谶^去的10年里，后者一直主導(dǎo)著美國的軍、民航天用發(fā)射市場，獲取滾滾利潤。也使得總是被砍預(yù)算的NASA苦不堪言。而這，正是SpaceX的老大馬斯克所一直期望和努力所追求的目標(biāo)。

SpaceX之所以能夠攬下NASA的太空物流合同（分到了大約16億美元的單子），只靠200千米近地軌道載荷670千克的“獵鷹”1號(hào)火箭，那純屬癡人說夢。事實(shí)上，SpaceX計(jì)劃用于投送貨運(yùn)飛船的載具，是當(dāng)時(shí)尚在紙面上的中型運(yùn)載火箭“獵鷹”9號(hào)。此外，包括用來運(yùn)送貨物的龍式飛船，當(dāng)時(shí)也同樣只有模型和設(shè)計(jì)圖。只靠圖紙和方案就能攬到十幾億的合同，這黑箱操作的能耐作者也是醉了。近地軌道運(yùn)載能力至少10000千克，并能將超過4000千克的載荷送入同步轉(zhuǎn)移軌道——這就是SpaceX為NASA畫的餅，而NASA居然認(rèn)了……

基本任務(wù)載荷，決定了“獵鷹”9號(hào)必須是一種中型運(yùn)載火箭。而從梅林1A到梅林1C，盡管SpaceX在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域取得了可喜的進(jìn)步，但以梅林1C那海平面550千牛的推力，根本是沒能力獨(dú)立撐起這個(gè)運(yùn)力要求的。怎么辦？多堆幾個(gè)引擎嘛。那么堆幾個(gè)呢？9個(gè)！

根據(jù)設(shè)計(jì)，“獵鷹”9號(hào)是一種兩級(jí)運(yùn)載火箭。其1.0版本有157英尺高（47.8米），芯級(jí)直徑12英尺（3.65米），通常搭載狀態(tài)起飛質(zhì)量為333.4噸。它的第一級(jí)將要并聯(lián)9臺(tái)梅林引擎，起飛推力則是4940千牛（1.0版本）。而上面級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)也不再是小巧的紅隼，將換用專門優(yōu)化了真空性能的梅林引擎?？雌饋砗懿诲e(cuò)，實(shí)際上，想要制造一枚運(yùn)載火箭，有了可靠的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)意味著成功的一半，但也只是一半。因?yàn)?，梅?引擎的單臺(tái)推力太弱了。而若想并聯(lián)9臺(tái)引擎同時(shí)工作，那么勢必要面對可靠性的問題。此外，如何在箭體強(qiáng)度與重量上取得平衡點(diǎn)也是個(gè)巨大的問題。

此外，對于SpaceX來說，成本是這家企業(yè)的生命。既然引擎已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了低成本化，除了盡可能挖掘性能外，控制成本是另一個(gè)核心問題。

馬斯克控制成本的主要手段無非有二。首先，大量采用常規(guī)商用、工業(yè)類電子元器件。相比較價(jià)格昂貴換代慢的宇航級(jí)器件，這樣不僅有效降低了成本，而且器件采用的技術(shù)也更先進(jìn)、性能指標(biāo)更好。以CPU為例，宇航級(jí)產(chǎn)品雖然壽命高，并且能在極端環(huán)境下長期工作，但在工作頻率等指標(biāo)上通常會(huì)比商業(yè)、工業(yè)級(jí)產(chǎn)品至少落后兩代。而火箭畢竟不是衛(wèi)星、不是深空探測器，它的工作壽命以分鐘計(jì)，而非以月、以年計(jì)。商業(yè)、工業(yè)級(jí)元器件只要經(jīng)過嚴(yán)格測試，輔以有針對性的輻射防護(hù)，完全可以在火箭上使用。

其次，在研發(fā)/生產(chǎn)管理上，互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)投資人出身的馬斯克把該行業(yè)的管理體制和組織架構(gòu)引入SpaceX，采用無邊界管理模式，打造外形扁平化的公司組織。公司內(nèi)部沒有通常意義上的部門劃分，甚至沒有組織機(jī)構(gòu)圖，各領(lǐng)域的員工平等地參與技術(shù)研討、設(shè)計(jì)和開發(fā)等工作，研發(fā)與生產(chǎn)的聯(lián)系更為緊密，拋棄了不必要的繁文縟節(jié)和復(fù)雜低效的冗長管理流程。以下是一個(gè)關(guān)于SpaceX“扁平化管理”的段子，盡管真實(shí)性很低，但也在一定程度上說明了其所遵循的管理思想：“獵鷹”9研發(fā)工作的早期，某次發(fā)射前，經(jīng)過計(jì)算和分析、上面級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的噴管需要調(diào)整面積比。如果是傳統(tǒng)的航天系統(tǒng)作風(fēng)，這個(gè)調(diào)整從請示報(bào)告再到層層批復(fù)、直到最終實(shí)施，最快也要一個(gè)星期。但SpaceX不走這個(gè)套路，現(xiàn)場的技術(shù)負(fù)責(zé)人當(dāng)場拍板，工程師馬上拿著工具就去把噴管剪掉一截，前后統(tǒng)共幾個(gè)小時(shí)搞定。

扁平化管理，避免繁文縟節(jié)雖是優(yōu)點(diǎn)。但如同這個(gè)段子里描述的景象，已經(jīng)不是在制造火箭了。實(shí)際上，就算是一個(gè)生產(chǎn)二踢腳的車間，技術(shù)人員敢這么胡來，下場多半也是血的代價(jià)。所以段子也只是段子，可偏偏有許多人卻信，而且廣為傳播。

得益于扁平化管理、互聯(lián)網(wǎng)基因，加之NASA全力支持，提供了大量設(shè)備、設(shè)施和智力支援，SpaceX長期保持著研發(fā)、生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)的精干高效。公司曾經(jīng)多年維持在數(shù)百人規(guī)模，2012年才擴(kuò)張到千人，在有效控制人力成本的同時(shí)、保證了研發(fā)工作的高效率，““獵鷹”9”火箭從方案論證到首飛，僅用了四年半時(shí)間。

根據(jù)推算火箭入軌速度的齊奧爾科夫斯基公式：火箭最終速度 = 發(fā)動(dòng)機(jī)噴出推進(jìn)工質(zhì)（比沖）×ln（火箭總質(zhì)量/火箭末質(zhì)量）。決定火箭的最終速度的參數(shù)中，比沖數(shù)值的好壞由發(fā)動(dòng)機(jī)的性質(zhì)所決定。根據(jù)物理常識(shí)，一種燃料燃燒后產(chǎn)生的熱量越高，則其比沖就越大。也因?yàn)檫@個(gè)原因，煤油發(fā)動(dòng)機(jī)雖然擁有使用成本低、安全性好、無毒無害等優(yōu)點(diǎn)，但是其能量密度遠(yuǎn)不及液氫，故煤油發(fā)動(dòng)機(jī)比沖性能遠(yuǎn)無法與氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)相比擬。煤油引擎的真空理論極限值比不會(huì)超過390秒，實(shí)際可實(shí)現(xiàn)的應(yīng)當(dāng)不超過350秒。

既然梅林1即便發(fā)展到D型也只是個(gè)半吊子貨，再加上煤油發(fā)動(dòng)機(jī)的先天不足問題，那么想要提高火箭的性能，剩下的唯一選擇就唯有提高箭體的干質(zhì)比。換而言之，就是在保證必要的強(qiáng)度前提下，盡可能多地減輕箭體自重。

最終，我們看到的“獵鷹”9就成了這樣一支在減重上達(dá)到了全世界第一的“怪物”——全箭貯箱廣泛使用加拿大鋁業(yè)公司【注釋：該公司于2008年與力拓公司合并，組成新的力拓加鋁公司，但對外仍以“加鋁”的老招牌名義進(jìn)行經(jīng)營活動(dòng)】研制的Airware2198-T8鋁鋰合金制造，并采用了大膽的半氣球貯箱設(shè)計(jì)、氧化劑燃料槽共底設(shè)計(jì)，整流罩和級(jí)間段則使用碳-碳復(fù)合材料制造。

此外，在具體的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)減重設(shè)計(jì)方面，SpaceX的一些措施堪稱“極端”。例如，““獵鷹”9”1.1版的級(jí)間段把分離機(jī)構(gòu)從1.0版的9個(gè)減到了前所未有的3個(gè)。而且，在驗(yàn)證了Airware2198-T8鋁鋰合金的可靠性后，更是進(jìn)一步把箭體的長徑比放大到19。注意，這一長徑比設(shè)計(jì)可謂驚世駭俗。根據(jù)中國航天系統(tǒng)多年積累的經(jīng)驗(yàn)，增大長徑比有利于降低火箭的飛行阻力、減輕箭體重量，但是同時(shí)造成箭體縱向剛度不足、容易發(fā)生震顫、進(jìn)而降低火箭的可靠性，所以長徑需要以15為限制——火箭縱向剛度不足帶來的后果可能是災(zāi)難性的，要知道當(dāng)初“東風(fēng)2”導(dǎo)彈首飛試驗(yàn)時(shí)，就是因?yàn)榭v向剛度不足、箭體發(fā)生震顫導(dǎo)致發(fā)射失敗，可謂有著“血的教訓(xùn)”。此外，減重的焦點(diǎn)也不僅僅集中在箭體上。梅林1系列引擎發(fā)展到D型時(shí)，引擎重量已得到了徹底的精簡，推重比超過150，幾乎已是極限。

所以，我們可以毫不夸張第說，無論從哪方面看，當(dāng)“獵鷹”9號(hào)發(fā)展到了目前最新的最大推力版本（“獵鷹”9FT）的時(shí)候，SpaceX基本已經(jīng)榨干了現(xiàn)有材料的潛力、顛覆了一系列火箭設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)公式，甚至帶著一副“人有多大膽，地有多高產(chǎn)”的勁頭來進(jìn)行“賭博”式的嘗試。

不過他們確實(shí)博對了，而由此帶來的好處也很明顯，F(xiàn)T版的“獵鷹”9號(hào)甚至做到了超過25的干質(zhì)比（與之對比，我國最新的長征7號(hào)尚不足13，還有很大的潛力可以挖掘），箭體減重做到了極致。即便是有著梅林1D這個(gè)拖累，這枚火箭亦然具有較好的性能。

行文至此，有一個(gè)顯而易見的結(jié)論已經(jīng)躍然紙上：在經(jīng)歷過“獵鷹”1號(hào)時(shí)代的磕磕絆絆之后，SpaceX的新一代“獵鷹”9號(hào)火箭，是一款使用貨架產(chǎn)品結(jié)合成熟技術(shù)，并在合理范圍內(nèi)大膽運(yùn)用新材料、新工藝，性能較好、成本控制非常成功的“經(jīng)濟(jì)適用性”火箭。

然而SpaceX在整個(gè)2015年內(nèi)最吸引眼球的地方，并不是“獵鷹”9的技術(shù)成熟與價(jià)格低廉。而是自其v1.1版本投入使用后，持續(xù)推進(jìn)的關(guān)于火箭第一子級(jí)垂直回收的試驗(yàn)。

v1.1版“獵鷹”9號(hào)，開始在火箭第一子級(jí)的底部安裝有四個(gè)可展開的支架，在頂端安裝有氣動(dòng)格柵控制面。在與上面級(jí)分離后采用剩余燃料與回收平臺(tái)匯合（或者返回發(fā)射場上空），并垂直降落的姿態(tài)進(jìn)行降落，以期實(shí)現(xiàn)第一級(jí)的整體回收。

自從第一級(jí)回收項(xiàng)目從2012年正式公布以來，馬斯克頻頻聲稱要憑借這個(gè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)航天發(fā)射的“白菜化”——把單位質(zhì)量發(fā)射成本降低至現(xiàn)有1/20，震驚世界。對此，外界褒貶不一，心悅誠服、深信不疑者有之，半信半疑、謹(jǐn)慎觀望者有之，更有人嗤之以鼻……那么，“獵鷹”9號(hào)真的能兌現(xiàn)馬斯克的豪言，顛覆國際航天發(fā)射市場的格局么？而該公司數(shù)年前即高調(diào)啟動(dòng)的重型“獵鷹”項(xiàng)目，是否能助其在技術(shù)上“碾壓”各路對手？

我們拭目以待。（未完待續(xù)）