[新聞] Elon Musk:Starship 將用「流汗」的方式來抵抗重返大氣的高溫已回收
1.媒體來源:
Engadget
2.完整新聞標題:
Elon Musk:Starship 將用「流汗」的方式來抵抗重返大氣的高溫
3.完整新聞內文:
為 Starship 愈來愈長的技術創新列表再添一筆。
在一篇美國雜誌 Popular Mechanics 的專訪中,Elon Musk 進一步闡述了將 Starship
改成不鏽鋼外皮的原因,並且對其詳細的運作方式進行瞭解釋。除了我們已經知道的不鏽
鋼優勢 -- 強度、加工難易性、單價等 -- 之外,Musk 還進一步說明了 Starship 的一
個獨有的特色:利用「流汗」的方式來降低回返大氣層時的表面溫度。
先說回不鏽鋼。據 Musk 的說法,原先 Starship 準備採用的碳纖復合材質取決於部位,
需由 60 到 120 層的碳纖材料,利用高強度樹脂黏合在一起。而且做出來的碳纖板還要
經過裁切來符合需要,光這個部份就要浪費 35% 左右的材料。這使得原本單價就高昂的
碳纖顯得更昂貴,大約每公斤要價近 200 美元,相對來說,不鏽鋼每公斤只需約 3 美元
。當然,碳纖的優勢是輕,理論上不需要用那麼多的材料就能達到足夠的強度,問題是黏
合的樹脂大約攝氏 150 度左右就會開始融化,失去黏著力,因此以碳纖打造的船身必需
要加上厚重的隔熱機制來保護,最後的總重和自身就可以加熱到 900 攝氏度也不會弱化
的不鏽鋼相比,就不再有優勢了。
在這之上,Starship 還有進一步的機制來保護自己。在回返時「背風」面 Musk 表示不
須要額外的保護,光靠不鏽鋼層的保護就可以;而在「迎風」面不鏽鋼板將會做成雙層的
,並在中間留下縫隙。飛船所攜帶的甲烷燃料將會被灌進這個縫隙之中,從機身表面吸收
大量的熱能,再由外側鋼板上無數的小孔中排出。整個運作原理其實和流汗相當類似,只
是無論能量還是規模都大得太多了。
想來不少人的第一個疑問就是:這樣甲烷不會燒起來,讓它更熱嗎?實上,在這麼高
的能量下,倒出去的甲烷差不多會立即被轉變成等離子態,要溫度下降到可以進行化學反
應的程度,已經是不知道飛船之後幾公里的事了。再者,穿過大氣的速度是如此之快,傳
統燃燒作用發生的速度根本追不上 -- 這可以想像成是和風吹蠟燭一樣的意思,只是這裡
的風有十數倍音速罷了。
不過比較讓人擔心的是,Starship 上面現在「首創」的東西愈來愈多,無論是燃料類型
(甲烷)、高效率的引擎燃料管道、變動式的引擎噴嘴、不鏽鋼的機身、乃至於今天的「
排汗」式主動降溫,任何一個恐怕稍微保守一點的公司都要驗證、再驗證才敢投入實用,
而 SpaceX 這邊則是幾個月,甚至幾個禮拜就丟一個新東西出來。如果一切順利的話,
Starship 領先現有火箭的幅度將大到難以想像,但要一切順利還真是個不小的賭注啊。
4.完整新聞連結 (或短網址):
https://chinese.engadget.com/2019/01/23/spacex-starship-sweat/
5.備註:
一個會流汗的超大雙層不銹鋼保溫杯概念 XD
不過有個壞消息
昨天風太大把Starship 上半截吹倒啦~
原本是這樣:
https://i.imgur.com/ytHrAzC.jpg
然後組裝成這樣過了好多天:
https://i.imgur.com/0KJiOEq.jpg
但是並沒有銲接起來,前幾天才又分開把燃料儲箱放進去
然後昨天上半截整流罩部分就被風吹倒了...
https://i.imgur.com/bE4M7Cx.jpg
Elon Musk 說要幾個星期來修復
好在這是不銹鋼,每公斤成本只要3美元
就算是整個重做也沒多少錢
若是用碳纖維做的每公斤成本會將近200美元損失就大了
露天造火箭要注意天氣呀 XDDD
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https://i.imgur.com/RD9eNLu.jpg
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有點不太一樣,Starship 的迎風面要用表面有細小孔洞的雙層鋼板
然後中間注水或是火箭燃料(甲烷)
利用液體蒸發成氣體來帶走大量熱量
Film cooling 主要概念應該是利用空氣產生一層膜來隔熱
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