SpaceX引擎又曝缺陷,载人飞行恐受影响!
SpaceX的火星任务已经公布了很久,预计会在2023年将人送上火星。但在此之前,马斯克首先要完成的还是SpaceX的载人飞行任务。
最初的SpaceX载人任务是计划在2017年底进行,可由于龙飞船的改造一再面临挫折,加之NASA又强化了“商业载人发展计划(Commercial Crew Development)”的质量管控,载人任务又被拖到了2018年。
而最近,SpaceX又被曝出其猎鹰九号火箭引擎的涡轮叶片存在设计缺陷,甚至连之前破碎的叶片样本都被找到了,美国政府代表也会在近期就此件事情发布 告。看来,SpaceX的载人计划恐怕又要推迟了。
Merlin 1D引擎
而此次被曝出现问题的涡轮叶片的重要性不言而喻,它起到为发动机泵送燃料的作用。火箭发动机为了达到最大的效能,其最初的目标往往就会被设计为满足高压的工作环境。尤其是对于SpaceX的Merlin发动机,其之所以有这么好的推重比和比冲,也是因为燃料输送时极高的压力。
Merlin发动机的工作原理示意图(燃气发生器循环)
图中的涡轮泵就是就是这次发现缺陷的地方。氧气泵和燃料泵(在SpaceX的Merlin引擎中燃料用的是煤油)除了将氧气和燃料送入燃烧室之外,还将一部分燃料和液态氧送入燃气发生器中燃烧产生高温气体,这些高温气体进入涡轮泵以带动涡轮快速旋转从而提高氧气泵和燃料泵的工作效率,进而加大燃料压力。其原理类似于汽车的涡轮增压发动机,涡轮增压发动机就是利用发动机产生的废气去带动涡轮,从而增大发动机里面的空气流量,提升马力。
一旦涡轮叶片出现问题,将会出现很严重的后果。第一,涡轮叶片飞溅损坏其它零件,甚至可能碰撞出火花;第二,油压不足导致火箭发动机推力受损,在上升过程中的很有可能无法保持火箭姿态正确,从而产生箭体高压下解体的风险。
尤其是对于猎鹰9号这种需要重复使用的火箭来讲,这一问题会更加严重(其火箭发动机内部很难去做维修和翻新)。再加上载人航天对安全程度的要求极高以及SpaceX这几年事故频发,任何人碰到这种问题都不禁会心头一震。
而SpaceX的官方回复或许并不那么令人满意,其发言人说他们的火箭设计是“能禁得住破碎的涡轮叶片“,这句话听起来并不怎么严谨,也反映出SpaceX的质量把控尚待提升。
