重型獵鷹首飛成功，發動機那麼多為啥它沒爆炸？

重型獵鷹發射升空，這次發射成功摘下了最強運載火箭的桂冠，也打破了火箭多發並聯可靠性差的成見

2月7日凌晨4點45分，重型獵鷹火箭從卡納維拉爾角的的LC39工位發射升空。重型獵鷹2011年正式公布，原計劃2013年發射，現在拖了四年多發射終於首飛成功，對太空探索技術公司和老闆馬斯克來說實屬不易。發射成功後馬斯克說，重型獵鷹研製難度超乎想像，我們曾三度準備取消這個項目，其中艱辛可見一斑。

重型獵鷹近地軌道運載能力63.8噸，比現在其他運載火箭都要大，是排名第二的火箭運力的兩倍還多

重型獵鷹的運載能力相當強大，如果不算只能打亞軌道的蘇聯能源號火箭，它是土星五號以來最強大的運載火箭。63.8噸的近地軌道（LEO）運力，26.7噸的同步轉移軌道（GTO）運力，即使地火轉移軌道運力也有16.8噸。空洞的數據可能有些枯燥，對比一下實物，重型獵鷹能把波音737-300打到近地軌道上，能把天舟一號或者更重的日本HTV飛船打到火星轉移軌道上。馬斯卡爆出一個驚人的數據：研製重型獵鷹只花了5億多美元，這真是嚇死人！要知道歐美研製一種新型大型運載火箭，比如歐洲正在研製的阿里安6火箭，研製費用高達4億美元，5億美元的重型獵鷹火箭，這如何不讓人大跌眼鏡！

重型獵鷹運力有多大？它能把載客近150人的波音737-300送入近地軌道！

重型獵鷹這麼物美價廉，其中一個關鍵因素就是它使用多台發動機並聯技術，以及通用助推器芯級（CBC）技術。後者我們並不陌生，聯合發射聯盟的重型德爾塔4火箭就是這樣的方案，然而前者可能很多人心有餘悸：多發並聯？當年蘇聯N-1火箭不就死在這上面？N-1火箭第一級並聯了30台NK-15發動機，結果四次發射四次爆炸，讓蘇聯載人登月計劃徹底完蛋。重型獵鷹火箭起飛級並聯27台發動機，這也能成功？！重型獵鷹發射前例行進行地面靜態點火，27台發動機已經一起轟鳴過了，這說明它的發射成功絕非偶然。那麼美蘇到底有什麼區別，怎麼同樣是多發並聯設計，結果卻既然相反呢？

N-1火箭是蘇聯的登月火箭，第一級並聯了30台NK-15發動機，但四次發射都以失敗告終

先看蘇聯N-1火箭，它的30台NK-15發動機都是高壓補燃液氧煤油發動機，單台推力154噸，比我國新一代長征火箭上的YF-100液氧煤油發動機推力還大，NK-15發動機後來還改頭換面為NK-33，賣給美國用於軌道科學公司的安塔瑞斯火箭。NK-15的可靠性的確不太行，安塔瑞斯火箭就被它炸了一次，加上N-1火箭又並聯了30台發動機， 30台發動機中一台出現問題的概率，當然要比一兩台發動機高。N-1火箭研製十分倉促，雖然上面各級火箭都進行過地面試驗，但第一級太大沒能進行地面點火試驗，它並聯30台發動機帶來了複雜的耦合振動，只靠飛行試驗驗證自然風險極高屢戰屢敗。

N-1火箭地面測試不充分，飛行中的複雜耦合振動加上不完善的飛控，讓它一敗塗地

N-1火箭四次都以失敗告終：第一次是先是關閉了12和24號發動機，然後POGO振動導致2號發動機的推進劑泄露並起火，火箭爆炸；第二次8號發動機爆炸導致推進劑輸送異常，控制系統隨後關閉了更多發動機，最後只剩一台發動機工作，落到地面引發大爆炸；第三次火箭出現意外的滾轉，控制系統沒能糾偏反而滾的越來越快，最終導致火箭解體；第四次火箭按預定程序關閉中央6台發動機降低過載，結果關機帶來的過載反而導致推進劑管路破損泄露，然後4號發動機爆炸，最後火箭也爆炸了。N-1火箭發射四次發射三次與發動機直接相關，發動機不可靠是主要原因，高壓補燃循環發動機輸送管路壓力大，而預燃室出來的富氧燃氣等於點火劑，更增加了單發故障引發火災和爆炸的可能。

重型獵鷹並聯了27台發動機，更確切說是並聯3枚獵鷹九號，和N-1火箭的並聯方式不同

再來看重型獵鷹火箭，它起飛使用27台發動機不假，但卻是三枚箭體並聯，每一枚箭體各9台發動機的設計，這與N-1火箭30台並聯在一枚箭體內截然不同。重型獵鷹火箭的助推器實際上就是獵鷹九號火箭，它已經在以往48次發射中得到了充分檢驗，馬斯克對重型獵鷹火箭進行了充分的試驗和模擬，且不說計算機模擬和風洞試驗，單是地面靜態點火試車就是N-1火箭可望而不可即的，兩者還真是天壤之別。

重型獵鷹火箭沒有重蹈覆轍步N-1後塵，高可靠性的Merlin 1D發動機是重要原因

重型獵鷹火箭使用燃氣發生器循環的Merlin 1D+發動機，開式循環本來安全性就高，Merlin 1D+發動機設計上重複使用，每台發動機從造出來到發射，都要進行至少3次熱試車，其可靠性讓NK-15發動機望塵莫及。馬斯克對發動機爆炸也早有準備，獵鷹九號研製時就為發動機加裝凱夫拉保護罩，防止一台發動機爆炸的碎片破壞其他發動機，2012年獵鷹九號火箭的一號發動機失壓緊急關機，這台發動機的保護罩在壓力下破損，但火箭仍然把龍式貨運飛船送到國際空間站，太空探索技術公司多發並聯冗餘設計的可靠性還真是沒得說。

獵鷹九號曾有發動機故障關機保護罩破損，但是火箭仍完成任務，重型獵鷹和N-1真是形似而神不似

總而言之，除了同樣並聯數十台發動機外，重型獵鷹火箭和N-1火箭幾乎沒有什麼相似之處。N-1火箭測試不充分，發動機可靠性不高導致連續發射失敗，當然不會在重型獵鷹火箭身上重演了。重型獵鷹火箭具備發動機推力冗餘能力，反而為這種火箭帶來了更高的可靠性和發射成功率。

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