8月3日,马斯克在社交媒体上发布了一张火箭发动机的照片,宣称这就是猛禽三代火箭发动机的一号机,并将其称为是一件艺术品。
乍一看,觉得不过就是一个火箭发动机吗,有什么了不起的,但把三代的发动机都放在一起,就能瞬间理解这是一件多么令人惊叹的事情了。
结果是显而易见的,猛禽一代发动机外观上几乎全部被大量的管线所覆盖,虽然到了二代已经大幅减少,但现在推出的三代已经看不到任何细小的管线,完全是把简约化的设计做到了极致,三者在对比之下,猛禽三代发动机完全就像是一件艺术品一般,甚至显得有点不可思议了。
而简约化的设计不仅是让火箭发动机显得更加好看,更重要的是性能得到了巨大的提升。
根据Space X提供的数据,猛禽这三代发动机之间的性能参数分别为:
一、猛禽一代:1、推力:185吨。2、比冲:350秒。3、质量:2080公斤。4、发动机加车侧附件及五金件质量:3630公斤。二、猛禽二代:1、推力:230吨。2、比冲:347秒。3、质量:1630公斤。4、发动机加车侧附件及五金件质量:2875公斤。三、猛禽三代:1、推力:280吨。2、比冲:350秒。3、质量:1525公斤。4、发动机加车侧附件及五金件质量:1720公斤。
其实从三代发动机的外观上一眼就能看出其中的差别,一代猛禽外部都是密密麻麻的各种管线,到了第三代这些管线几乎就是消失不见了,而这样的改变造成的结果就是:猛禽三代发动机在重量比一代减少了555公斤,并且由于已经无需在火箭上加装发动机隔热罩,因此整体减少的重量高达1910公斤!
以超重助推器33个火箭发动机来计算,仅仅在重量上就能减少63030公斤!更重要的是,单台发动机推力也从185吨大幅上升至280吨,超重助推器33台发动机增加的推力就高达3135吨!据马斯克的说法,星舰的整体推力将会超过1万吨,在换上猛禽三代发动机之后,这个目标应该是可以实现了。
实际上,猛禽发动机的升级迭代速度还是非常快的,从这三代发动机的发布时间就可以看出:
1、猛禽一代:2016年9月27日进行首次点火测试。2、猛禽二代:2022年2月15日发布。3、猛禽三代:2024年8月3日发布。也就是说,从一代升级到二代,马斯克花了近6年的时间,而从二代升级到三代却只花了两年半的时间,这样的升级迭代速度确实非一般人能比。不仅升级迭代速度快,在产量上也是十分惊人,在上面Space X发布的一张照片中,有一台猛禽二代发动机的编号为“569”,这意味着Space X目前至少制造了569台猛禽二代发动机,几乎是在一天半时间内就能生产出一台。
而猛禽发动机的升级迭代速度之所以能够如此之快,根本原因就是得益于马斯克在10年前开发的火箭发动机3D设计软件,据马斯克表示,这套软件基本实现了《钢铁侠》电影中的设计场景,不仅可以将火箭的3D图像投影到任何玻璃材质上,甚至可以通过手部动作对其进行放大、移动、拆分等各种操作,并且在戴上3D眼镜后图像也会变得更加直观,这也极大提高了火箭发动机的设计能力。
不仅如此,在火箭发动机设计完成后,Space X也可以使用3D打印机将设计好的零部件打印出来,不仅大幅提高了生产效率,也让一些设计复杂且难以生产的零部件变成了现实。
当时,马斯克对这套火箭研发系统的评价就是:“我相信我们正处于设计和制造方面的重大突破的边缘,能够从你的头脑中获取某些东西的概念,然后在计算机上非常直观第将其转化为3D对象,然后将虚拟3D对象通过打印使其变为现实,因此它将彻底改变21世纪的设计和制造”。
再回过头来看这台猛禽三代发动机,如此简约式的设计也就意味着内部构造将变得更加的复杂,而不仅仅是简单去除了外部的所有管线,这些管线的功能都将全部整合到火箭的内部设计当中,难度可想而知。
如果没有Space X 自主研发的那套火箭发动机设计软件和3D打印技术,猛禽三代发动机这样的设计根本就不可能实现。
更重要的是,在确保性能的情况下进行极致的简约化设计是每个工程师梦寐以求的目标,而马斯克一贯以工程师的身份自居,那么猛禽三代发动机在性能和外观上两者皆有,对一个火箭发动机工程师来说自然就是一件难得的艺术品,确实是一个革命性的设计啊。