【大型发动机性能强劲,但对于设计加工来说挑战更大】
当然作为航天强国来说,这种皇冠上的明珠是一定要摘下来的,目前中国正在为长征9号印载火箭研制推力接近500吨的新一代发动机,只有这样才能够支撑起中国人的月球基地梦想。
那么大型发动机有没有缺点呢?
大型发动机的缺点就是小型发动机的优点。小型发动机可以用成熟的工艺来大批量制造。一些非常小型的火箭发动机,比如我们在前文中提到的卢瑟福,可以用最先进的金属3D打印技术来生产,不但能够提高生产效率、降低成本,还能够实现一些传统工艺做不出来的结构。另外,在现代工程管理和质量控制技术的支持下,火箭发动机的可靠性已经大幅度提高,航天事业发展早期那种发动机忽然失效之类的事情,如今已经很少出现了。
比如猎鹰重型使用的发动机,单台可靠性已经达到99.9%以上,整体故障率就降低了。过去苏联N-1火箭一级并联30台发动机,但由于单台可靠性才95%左右,整体故障率非常高,导致N-1火箭五次发射全部失败,最终葬送了苏联登月计划。
【长征9的个头要不长征5大几倍,发动机也就需要更大的推力】
马斯克的灰背隼发动机不但大量制造和频繁飞行,还是实现了10多次的重复使用,虽然偶然出现过一些不正常,但是从来没有因为发动机故障损失过猎鹰9号或者重型猎鹰火箭。据中国航天科研人员的测算,多台发动机并联可以实现可靠性超过100%,也就是说有个别发动机失效,可以把它关掉,其余的发动机通过加大推力、平衡力矩,来保证火箭的正常飞行。