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当然，第二名第三名也都是SpaceX自己的，那就是三联装27台发动机的“重型猎鹰”和单芯级9台发动机的“猎鹰-9”。 SpaceX搞“猎鹰-9”时很多人就质疑会失败，从一开始就不看好这个方案。 
这次很多人怀疑SpaceX最后还是搞不下去，因为并联数的大幅上升会带来振动、结构、散热、可靠性等一系列问题，重蹈苏联N1火箭的覆辙。 不过，实际上，即使是航天业界，很多人也不清楚当年苏联N1火箭究竟失败在了哪里—— 
其实主要并不是物理力学问题，而是鲜为人知的电子控制问题。 巨型火箭使用大量小推力发动机，有几台发动机故障其实不影响推力，因为设计上有推力冗余。但是在控制上则需要及时调整火箭姿态控制系统，避免发动机不均一带来力矩偏转，最终引发火箭翻转。 
而苏联的最短板就是电子工业，当时的控制系统和算法又相当羸弱，唯一的办法就是把30台发动机轴对称布置，那一台有问题，就关掉对向的发动机，以保持平衡。 N-1登月火箭的几次失败，测控数据都有完整回传，都是因为有发动机故障，结果火箭姿控系统无法应对，甚至因为电子设备可靠性问题关错发动机，最后快速导向失败的。 
而21世纪的电子元件和控制算法、计算能力与50年前相比早已天翻地覆，“猎鹰”系列已至少两次在一个发动机故障的情况下圆满完成任务。 但这次“星舰”多台发动机不工作，并最终像苏联N1火箭一样折戟，很多人认为，看来SpaceX还是遇到了苏联N1火箭的困扰，把33台发动机密集塞在一起不可行。振动、热防护、可靠性难题无解。 
低级错误 观察发射全过程，遥测数据显示，起飞时一级至少有3台发动机熄火，起飞推力降为额定的91%。 而后在起飞后40~60秒最外圈又熄火至少2台，推力下降到85%。 另外起飞后100秒，最外圈再熄火1台发动机，但在11秒后，这台“猛禽”又重新点燃。 
另外，根据摄影师拍的照片，至少还有另外2台发动机存在推力下降的情况。也就是至少有8台发动机工作异常 （也有人认为是火箭自动控制对位发动机关机或者节流，以保持平衡）。 
所以推力很可能最终无法支撑箭体向上，速度也不够，最终姿态失稳，一二级也不能分离。 究竟是不是发动机本身可靠性的问题后面再说，但火箭在这样的情况下，冲过了最大动压点，说明箭体结构是合格的。 
火箭飞行过程中不断爬升加速，空气阻力Q也快速增大（与空气密度p成正比，与飞行速度V的平方成正比）。但火箭继续向高空和外太空爬升，空气也逐渐稀薄乃至接近阻力消失的宇宙真空。 这其中会有一个空气密度×速度平方的最大值和时刻。这个动压Q的极值点，就叫做Max-Q，此时的火箭结构受力最大最复杂，发生事故的概率也是最大的。 
比如2020年SpaceX公司的“龙”载人飞船逃生救援测试，选择的就是在Max-Q点关闭九台梅林发动机，同时龙飞船开启推进系统，成功实现逃逸。 其实，这次“星舰”首飞遭遇的极端工况环境，说明了用不锈钢打造的箭体不仅合格，甚至坚固得令人吃惊。 
要知道，以“星舰”5000吨的起飞重量，在高空来了个三圈半的大回旋，其他发动机还在工作，这其实并不寻常。 因为高悬空中（30~40公里高空）失去了距离感，人们不能理解，这就是一艘铁皮打造的薄壳核潜艇，正在以两倍以上的音速在天上旋转啊…… 
在以往类似案例中，火箭姿态失控，很快就会结构解体、空中爆炸。因为按火箭的干质比，燃料与储箱箭体的厚度比例，比装啤酒的易拉罐还要薄10倍，很脆弱。 而“星舰”则整整高空转圈了40秒，是见所未见的 （SpaceX应该是在想尝试看看，有没有翻盘机会）。如果SpaceX指挥中心不下达自毁指令，不知它还能在30公里高空转几圈？ 
另外，在发动机空中停车时，发动机还发生了轻微的爆炸，闪过火光。说明一般的故障能够隔离，不会引发连锁反应，这些容错能力必须是有的。 那么，究竟是什么搞砸了好几个发动机呢？ 看监控视频和事后影像，火箭升天黄沙爆炸，周边观看监测发射的大量汽车、设备在飞沙走石中被破坏。 
顺带给整个发射场区下了一场“碎屑雨”，连距离发射点10多公里外的地方都收到了来自“星舰”的“馈赠”，实在是太污染环境了！ 
至于“震中”，看发射过后的发射场地面，犹如一场浩劫。发射台混凝土结构还在，但是之前铺的混凝土地面全都喷没了，还冲出一个巨大的坑，目测差不多有4米厚的地表土壤被喷飞。 
所以，那几台不工作的猛禽发动机，大概率是被吹起和反弹的地面碎屑，尤其是水泥块崩坏了，所以才集中在火箭边缘外圈。 考虑到几百米外的汽车都被碎石砸坏，在这样的情况下，发动机和火箭整体依然安稳，皮实程度确实还不错，就是下次别这样了。 
基地问题 于是，懂行的人都在问，SpaceX为什么不挖导流槽呢？ 人类史上最大的、推力也就是喷力7600吨的火箭竟然敢不挖导流槽？ 导流槽和降温水系统，这是航天发射架基本的构造啊。 其实，马斯克首先就是为了省钱，就搞了一个高架发射台，拉远一点距离，但是根本不够，这可是7600吨的冲击力啊，开什么玩笑。 
马斯克2年前拍板德州建发射基地的时候就说了一句：“希望Boca Chica不需要导流排焰设施，但这可能是一个错误。”结果一语成谶。 现在，最重要的事应该是快速设计和建造导流槽和喷水降温系统？需要几个月？不不不，一连串的麻烦事来了。 
首先，这里的地形地质其实不适合建设发射场， 沙质土壤，地下水位很高，缺少坚硬的地面容易沉降。 但是马斯克就是看中了美墨边界东端、德州最南端也是美国大陆最南端之一的地理位置——纬度越低越靠近赤道的地方越适合火箭发射，可以提高发射载荷。 
而另一个佛州南端——迈阿密就是NASA的肯尼迪航天中心了，可以租可以建，但不是自己的地盘，放不开手脚。 早在2011年SpaceX就开始和德州洽谈人烟稀少的Boca Chica的土地租用事宜，得到了比较热情的答复。 
最终双方在2014年达成协议，德州政府给了3000万美元的补贴和最大程度的法律宽松。 比如湿地公园的环保纠纷等等，德州税低，政府相对宽松，最后马斯克把特斯拉也全部带到了德州。 
SpaceX花了一两年运输土壤改造这里的地貌，又花了一年多等待土壤的自然沉降， 直到2018年末，才开始工厂施工。 后来又决定原位建发射基地，搞成太空港，投入的成本已经很大了。 
现在要挖导流槽，但关键是怎么挖，这里滨海地下水源源涌出，很有可能建不了。 肯尼迪航天中心同样离海岸很近，办法就是彻底加高了发射台，修了一个巨大的混凝土平台，里边直接开的导流槽。 
按肯尼迪中心的这样标准重搞一个基座，浇筑工程量就大了，怎么也得大半年吧…… 而且还有导流槽的寿命问题，以巨型火箭的威力，即使修了导流槽和大流量喷水系统，发射后大规模的维修是不可避免的。 
而且这只是暴露的问题之一而已，还好几个可能需要彻底大改的问题暴露了出来。 连火箭本身怎样怎样，都还没说呢，这才哪到哪啊，下一篇再接着讲吧。
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发表于 2023-4-21 20:04
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