如何評價本月21日美國又一私營航天企業RocketLab在紐西蘭發射的Electron碳纖維火箭?
還有Electron火箭上安裝的使用電力泵的盧瑟福發動機,跟傳統的渦輪泵相比孰優孰劣?
謝邀。鋰電池的能量密度約0.7MJ/kg,相當於純過氧化氫的能量密度2.7MJ/kg的26%、70%過氧化氫的能量密度的37%,而火箭發動機渦輪泵的熱機效率一般也在這個範圍。另外,現在電機和電池的功率密度也接近渦輪機了。所以電泵發動機的比沖和推重比接近過氧化氫驅動的渦輪泵,估計介於V2和聯盟之間,對於入門級別的運載火箭夠用了。
鋰電池驅動系統在研發簡單方面可能有優勢,相當於直接把電機驅動的試車台發射上天。不過可靠性和成本應該還是不如渦輪泵,紅旗2的渦輪泵挺簡單的。
樓上分析穩
補充兩句
我家大紐西蘭也能放火箭啦,趕上北韓三胖啦,也是我大紐西蘭唯一超過鄰居袋鼠國的領域!
(*^__^*) 嘻嘻……
我還去這公司進行過工作面試,可惜沒要我! (?? . ??)
4年這家公司還不到10個員工,玩這麼小的火箭,
現在搞這麼大的傢伙啦!(?′?`?)
裝上朝鮮的核彈頭,能蕩平美國啦! ㄟ(▔▽▔ㄟ) (╯▔▽▔)╯
所以等土豪老闆掌握洲際彈道導彈了,聯合國打算制裁嗎?
這絕對可以和spaceX的回收火箭相提並論的技術進步。
先說2點:
1.這不是以電池為動力的火箭發動機。這是 氧/煤油為動力的發動機,絕不是電動火箭。
2.這標誌著火箭發動機進入電噴時代。相當於汽車的電噴發動機和化油器發動機的區別。
但是,很遺憾的第一次測試失敗了! 可貴的是,發動機這樣設計確實能打上去:)
國內誰要想造類似發動機接受報名不,我們山寨一個可好?
臆斷下原理:
下面是Merlin的簡要框圖,紅色圈出的部分,是燃料和氧化劑的混合和給進裝置。發動機點火以後,燃燒室內產生的壓力,作為燃料泵的動力,同時也作為燃燒室的壓力反饋路徑。控制迴路,燃燒室,燃料泵動力是通過設計氣體的反饋和循環路徑來實現,只要學過自動控制的人都知道,這種高階系統的設計複雜度是相當的高,設計出來的系統響應相對也不會太靈活。由於全都是硬體設計,修改一次要重做一次,Bugfix和優化十分困難。
而對於「 Rutherford 發動機」而言,它直接使用電泵作為燃料和助燃劑的輸出裝置,而此電泵使用額外的能源進行動力供給,大大降低了與燃燒相關的氣體通道的複雜度。使得氣體通道只有簡單的前饋路徑,而反饋/控制路徑全部實現電子化,相對上圖紅色框的設計大大簡化。這使得系統容易實現精確控制燃料輸出,對優化整體輸出功率的精確度,動力曲線平滑度都有很大幫助。優化和調整也相對容易,就修軟體,不用改硬體。
Rutherford被設計成一款相當不錯的小型發動機,這可能是受單台電泵的功率約束。下面是Rutherford和Merlin的簡單對比,如果把Rutherford做成多點電噴結構(多台電泵,多點噴入混合更均勻?)應該可以做到把這項技術用到大功率發動機上。這台發動機結構簡單具備優秀的Isp特性,這貨這麼小也能做到333s,往大裡面做Isp特性應該具備較大的提升空間。
可以預期的優良特性:
1.優秀的動力控制能力,這可能會是節流能力最好的發動力。
2.可期的平滑的可調動力曲線。
3.更簡單的點火系統。
4.物理結構簡單,高安全性,堵塞爆炸的可能性基本乾沒了,除非控制晶元死機。
5.多發捆綁下的矢量控制能力。
6.軟體可控部分更多,可以像刷ECU一樣刷機:)
7.未來可能通過鋰-氧電池改善性能,火箭上不是自帶純氧么
(如: Li/O2 5.210 / kWh/kg )。
8.如果使用液氧降溫,可讓電機工作在很高的轉換效率。
可能存在的短板:
1. 電池不能作為工質,其質量會被全程攜帶,而浪費一部分載荷能力。
2. 電池在高溫,大電流狀態下的穩定工作。
3. 容易獲取的電池能量密度較低,Li/O2 雖好不知何時能用。
如何讓電池組能提供兆瓦級別的電力供電力泵?
reddit -spaceX上討論過,一種可信的猜測是:實際上不需要做到這麼大的功率,Rocket Lab用了氦氣加壓系統,這個泵更像一個高精度的快速節流閥。
對比一下Merlin和後面的Rutherford,是不是看起來簡單很多呢?
1.這是Merlin
2.這是Rutherford
來看看
這是大航海時代又要來了么?
SpaceX , Blue Origin ,Rocket Lab一個個都自帶黑科技。星辰大海的美好,還能等到黃皮膚上車不?
門外漢的見解,各位不必當真,如有說錯的地方,歡迎指出,絕不改正。
幹嘛要鋰電池,直接弄個液氧煤油的發電機不就好了。還有,有液氧冷卻,電動機功率密度可以輕鬆提高一個數量級
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