人族一號首發(fā)失敗！3D打印、液氧甲烷，這貨有何特別？

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人族一號火箭首發(fā)失??！有何特點？

【坎坷首發(fā)路】?

先來回顧下人族一號首發(fā)坎坷路。這次是它一個月內(nèi)第三次嘗試首發(fā)，但以失敗告終。全球民營航天液體火箭首發(fā)都失敗的魔咒，陰魂不散?。∵@次發(fā)射，火箭起飛之后一切正常，在一二級分離的時候出現(xiàn)了一段黑屏，整的挺玄乎，緊接著畫面來了，顯示一二級正常分離了，二級也點火了，可是這火總感覺哪里不太對，紅紅火火，但恍恍惚惚，到最后火也沒了。顯然出現(xiàn)了問題。過一會兒，畫面切回控制室，再然后切到主播，主播似乎還挺開心。人族一號的首飛真的是挺折騰的，一個月整了三趟，每次都是起起伏伏。我覺得主要是學習對象有問題，學來學去，學了個日本H3火箭的“寸止”神功。大家都知道，H3第一次發(fā)的時候，芯一級發(fā)動機點火之后，檢測到有異常，固體助推點火信號沒發(fā)出，緊急關(guān)機。H3真正上天之后，也是敗在了二級上。

人族一號，完美承襲了這項技能。你說拜誰為師不好，非得拜H3。結(jié)果如下，

第一次嘗試發(fā)射，北京時間3月9日凌晨，發(fā)射前70秒，因二級火箭液態(tài)甲烷溫度超限，取消發(fā)射！

第二次嘗試，是3月12日凌晨，4個小時的窗口期，五次推遲，不停的HOLD，最后還是沒HOLD住。最開始是因為高空風有點大，推了兩次。接著上演了極度精彩、驚險的一幕，視頻看出，已經(jīng)進入發(fā)射程序，開始建立推力，0.5秒突然中止！原因是檢測到起飛自動分離程序出錯。之后，又是推啊推，最后一次，倒計時45秒的時候，因為推進劑壓力不達標，窗口結(jié)束，改日再戰(zhàn)！

這第三次也是因為船只進入了相關(guān)禁航區(qū)、高空風問題，HOLD了幾下。最后，發(fā)射了，也敗在了二級上。

【人族一號基本情況】

人族一號，有些地方翻成“地球人-1”，記住，這倆名字是一個貨！

人族一號首飛任務(wù)，沒帶載荷，是一次單純的軌道試飛任務(wù)，任務(wù)名稱充分印證了這一點。（Good Luck，Have Fun）我簡單粗暴的把它翻成，好運、玩去！

人族一號是小型火箭，全長35米、直徑2.3米、干重是9.3噸，目標是提供反應(yīng)迅速、價格合理的小型衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)。目前，已經(jīng)和銥星（Iridium）、電星（Telesat）公司簽訂了發(fā)射合同。

人族一號是不回收的。185公里近地軌道運力是1250公斤，價格1200萬美元，差不多1公斤不到1萬美元！500公里太陽同步軌道的運力，不少于0.9噸。

人族一號是兩級構(gòu)型。一級有9臺永世1發(fā)動機（Aeon 1）。二級，一臺永世1真空版發(fā)動機。都是液氧甲烷的。整流罩直徑3米、長6.8米。

火箭85%的質(zhì)量都是3D打印的，不過還沒到相對論公司自己提出來的95%的目標。大家一起討論一下，你覺得未來會100%3D打印嗎？

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【人族R】

看這張對比圖就知道人族R是大家伙了！雖然是人族的兄弟，但長得倒挺像星艦！

人族R的高度接近66米、直徑約4.9米，近地軌道的運力是20噸?；鸺叨群徒剡\力的數(shù)據(jù)都接近獵鷹9。

人族R將是完全可重復(fù)使用的，就是說連整流罩也不放過，也要再用。

人族R的一級，配置七臺永世R發(fā)動機（Aeon R），也是3D打印的。全箭3D打印的比例達到了90%。

目前，它已經(jīng)獲得了包括一網(wǎng)（OneWeb）公司在內(nèi)的20多份合同，其中包括把世界上第一個商業(yè)有效載荷送到火星。

人族R的首飛時間，計劃是2024年。

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【人族的發(fā)動機】

發(fā)動機單獨拿出來說，是因為人族一號是全球又一個入軌未遂的液氧甲烷火箭。上一個未遂的是朱雀二號。下一個試圖入軌的液氧甲烷火箭可能是星艦。以及不排除準備5月4日發(fā)射的黑店的火神，咱們的朱雀二號遙二也可以算上。

最近，液氧甲烷挺火的，上一期專門說了液氧甲烷的優(yōu)勢和目前全球主要的甲烷火箭。歡迎大家移步審閱、批示，做重要指示！

說回來，說人族系列的發(fā)動機。

雖然，能看到永世發(fā)動機試車的視頻，但公開資料中，永世系列發(fā)動機的詳細參數(shù)少之又少。只能找到發(fā)動機推力的數(shù)據(jù)。

人族一號一級配置的永世1發(fā)動機，單臺海平面推力大約10.4噸。二級的永世真空發(fā)動機，推力約11.5噸。

人族R，會采用的7臺永世R發(fā)動機，單臺推力137噸。這就是今年2月4日，永世R80%功率狀態(tài)下點火試車的畫面。人族二級配置的，是經(jīng)過升級的永世1發(fā)動機。

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【火箭3D打印】

這就是人族一號火箭共底貯箱3D打印的視頻。

相對論為什么要搞3D打印火箭呢？這有一段淵源。

相對論的聯(lián)合創(chuàng)始人兩位，蒂姆·埃利斯和喬丹·努恩，他倆是大學同學。

蒂姆·埃利斯最開始學的是電影，后來轉(zhuǎn)到了航天工程。大學的時候，他倆都參加了一個社團—火箭推進實驗室，開始跟火箭搭邊兒。

畢業(yè)后，蒂姆·埃利斯去了藍色起源，參加BE-4發(fā)動機研制，后來負責藍色起源的3D打印研究。喬丹·努恩去了SpaceX，干的也和3D打印相關(guān)。這讓他倆意識到，3D打印在航天領(lǐng)域的前景。于是乎，一不做、二不休，單干！弄個全3D的火箭！

2015年，相對論公司橫空出世！不知道是不是巧合，1915年，愛因斯坦提出廣義相對論，100年后出了個相對論公司！

事實也證明，3D打印的確改變了火箭制造的局面。比如，永世1發(fā)動機只有100個部件，可以在不到20天內(nèi)打印出來，加快了開發(fā)和測試周期。相對論公司給出的數(shù)據(jù)是，用3D打印技術(shù)制造整個火箭，零部件數(shù)量會從10萬個減少到不到1000個，也就是說只有原來的1%。

相對論的3D打印技術(shù)還在不斷的迭代升級！他家的世界最大金屬3D打印機—星門，升級到了第四代，主要用來打印人族R火箭。

相對論給出的資料說。橫向比，星門4的打印速度是行業(yè)水平的12倍。

縱向比，星門4打印速度比上一代提高了7倍。打印體量是第三代星門的55倍。打印尺寸可以達到36.5米長、7.3米寬。

同時，星門4集成化設(shè)備設(shè)置和印版制備方法，可以進一步節(jié)約打印準備時間和成本。通過融合計算機視覺、先進傳感技術(shù)和實時遙測技術(shù)，能進一步優(yōu)化過程監(jiān)控。還能大幅減少所需部件數(shù)，加快設(shè)計迭代。此外，相對論的冶金實驗室開發(fā)出了專利材料，具有質(zhì)量輕、性能高的特點，更有利于實現(xiàn)人族R的輕質(zhì)和低成本。

那如果滿負荷運轉(zhuǎn)，預(yù)計每臺第四代星門，每年可以生產(chǎn)4枚人族R火箭。也就是說，通過3D打印，未來火箭會更輕、更強、更便宜，制造還更快！你就說香不香。

【3D打印如何降成本】

大家都知道一句話，無利不起早！沒有便宜，誰會用它！3D打印降成本可以從這幾個方面來看。

它有利于一體化結(jié)構(gòu)優(yōu)化。比如，火箭發(fā)動機，原來是多個構(gòu)件組合，零件之間還需要連接結(jié)構(gòu)，比如法蘭、焊縫。一體化打印，就是一個整體化的結(jié)構(gòu)了，強度會上去，重量會下來，顯然為效益打開了可行性空間。

3D打印可以避免大余量的切除。有數(shù)據(jù)說，可以節(jié)約50%以上的材料去除率。

還有利于實現(xiàn)輕量化，比如，比利時一家公司開發(fā)的航天部件，3D打印的鈦金屬插入件，比傳統(tǒng)的輕了接近70%。

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【3D打印，如何攪動航天市場】

我覺得，大概八成可能不一定應(yīng)該大概率會攪一攪。有一個馬斯克院士同志就已經(jīng)夠熱鬧了，現(xiàn)在又出來一個。

商業(yè)航天很重要的一點，就是降成本，榨干每一滴油水。

SpaceX通過火箭的復(fù)用、拼單發(fā)射等，大幅降低了成本?！吨袊教臁冯s志，《“獵鷹”9火箭的發(fā)射成本與價格策略分析》一文中提到，全新“獵鷹”9成本約為5000萬美元，復(fù)用型“獵鷹”9成本為1500萬美元。

相對論走另外一條賽道，從材料角度出來，搞3D打印。同時，你SpaceX的回收復(fù)用，我也可以拿來用。既獨辟蹊徑，又兼容并蓄，降成本的方式更加多元了。高！實在是高！不過，目前沒有看到人族R的報價，但相信這個數(shù)據(jù)應(yīng)該會讓人眼前一亮！

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【空間3D打印】

3D打印現(xiàn)在都是地球上用，未來會有空間3D打印，就是說，去天上搞。咱們國家空間站，就有這想法。已經(jīng)考慮在天宮空間站上配置3D打印等手段，提供空間設(shè)施的在軌制造服務(wù)，進一步提升天宮空間站在軌設(shè)施建造服務(wù)能力。其實，咱們國家新一代載人飛船試驗船上，就已經(jīng)搭載了3D打印機。另外，月球基地，將來的火星基地，都會大量應(yīng)用3D打??！