外行談SpaceX火箭海上回收
(一)
昨天又看到了網(wǎng)上說(shuō)SpaceX火箭海上回收第四次失敗。幾周前SpaceX火箭在陸地上獲得了第一次成功的回收。全世界似乎都為之興奮。埃隆·馬斯克這十多年掙足了全世界關(guān)注的目光。他不僅創(chuàng)造了自己的個(gè)人神話,也在為美國(guó)繼續(xù)制造神化。很難想象世界上還會(huì)有第二個(gè)地方讓一個(gè)夢(mèng)想家玩出這樣大手筆燒錢(qián)燒到天上去的如此過(guò)癮的游戲。
看到SpaceX這次海上回收火箭失敗,昨天晚上我突然涌上一個(gè)念頭:我能不能想出一個(gè)比馬斯克公司更好的海上回收火箭的方法?
盡管我的航空知識(shí)等于零,但對(duì)一個(gè)真正偉大的發(fā)明家是沒(méi)有國(guó)界也沒(méi)有科學(xué)界限的。他的目光如炬,他會(huì)迅速地洞穿一個(gè)事物上存在的問(wèn)題本質(zhì),運(yùn)用人類和自然界中已有的手段和方法,用最簡(jiǎn)潔的方法處理他從未謀過(guò)面的事。
一個(gè)偉大的發(fā)明家什么事都會(huì)與他有關(guān),只要這件事引起了他的注意。同時(shí)他也是世界上臉皮最厚的人,他并不會(huì)因?yàn)樗壳暗臒o(wú)知而不敢吱聲,因?yàn)樗廊f(wàn)事在最高境界上是互通的。無(wú)知是他的資本,因?yàn)樗乃枷霙](méi)有任何束縛,他可以比內(nèi)行有廣闊得多的飛行空間。
我肯定不是上述的偉大的發(fā)明家,因?yàn)槲覐膩?lái)沒(méi)有行動(dòng),只有幻想。但這不妨礙我把自己無(wú)知的想法沒(méi)有羞愧地寫(xiě)出來(lái),我唯一擁有的是在知識(shí)上的厚臉皮。
我觀看了這次SpaceX火箭回收到船上的網(wǎng)絡(luò)上的公開(kāi)影像,覺(jué)得馬斯克這個(gè)團(tuán)隊(duì)像美國(guó)前總統(tǒng)小布什用強(qiáng)大的蠻力推翻薩達(dá)姆政權(quán)一樣,對(duì)自己技術(shù)上的力量過(guò)于自信了。試圖將那么巨大的噴火的煙囪硬生生的降落在一個(gè)晃動(dòng)的平臺(tái)上,這對(duì)外部環(huán)境和技術(shù)要求苛刻到難以控制的狀態(tài)! 看著那像小操場(chǎng)大的平臺(tái)上硬生生的豎一個(gè)從天上掉下來(lái)的大柱子,你會(huì)覺(jué)得這是太明顯的愚蠢!它總會(huì)有成功之時(shí),但這種成功太沒(méi)有保證了。
我閃過(guò)的第一個(gè)念頭是我能從大自然中借用什么已有的技術(shù):
1.降落傘救生氣床不行,一是因?yàn)榛鸺荒苈渌欢腔鸺菄娀鸬拇蠹一,氣床吃不消它的高溫?/font>
2.嘣床網(wǎng),只是讓火箭倒在網(wǎng)中不是好辦法,除非這個(gè)網(wǎng)足夠柔軟有彈性足夠的高,而且還要耐高溫,同時(shí)火箭下方支架上要有圓形保護(hù)套防止網(wǎng)繩接觸到火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴。
3.仿變色龍的舌頭,從三個(gè)高塔上發(fā)射彈性網(wǎng)繩同時(shí)擊中火箭頭部三個(gè)方向伸展出來(lái)的用于吊懸的固定爪,這樣三根彈性繩將火箭吊在半空中,再放回地面或海上平臺(tái)上。這三個(gè)高塔可以是陸地上架起的,亦可以是來(lái)自海上三艘獨(dú)立的船;當(dāng)然方法二中回收網(wǎng)亦可是用三艘船拉著網(wǎng)的三只角形成的。
4.能否借用航空母艦上的飛機(jī)尾部抓勾抓緊阻攔鋼繩的方法?但火箭是從天而降的······
今天早上我的靈感來(lái)了。若在一級(jí)火箭的上端安裝傘骨架可撐開(kāi)的末端帶有爪子的吊臂(像SpaceX火箭現(xiàn)在已有的下方支撐架一樣,但開(kāi)口是向上的,倒傘骨狀),若我們讓火箭下降到比火箭直徑大但又比火箭伸展開(kāi)后的上吊臂爪直徑小的鋼繩構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)陣列中的一個(gè)網(wǎng)孔中,我們同時(shí)在火箭下方支撐架末端安裝圓環(huán)以保證下方支撐架不會(huì)因?yàn)槠x網(wǎng)眼而先被掛住并保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴。這樣我們可以將下降的火箭懸空地吊掛在有一定彈性的鋼繩網(wǎng)絡(luò)上,火箭下方不著地或平臺(tái)地板面。這樣就永遠(yuǎn)不會(huì)出現(xiàn)火箭因?yàn)槠脚_(tái)在海上的晃動(dòng)倒地的狀況,那就保證海上火箭只有可以受控落在網(wǎng)絡(luò)上方時(shí)有近100%的回收率,而且這樣的網(wǎng)絡(luò)可以用三艘或四艘海船拉住網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)角或四個(gè)角,形成直徑數(shù)百米巨網(wǎng)以捕獲受控下降的火箭。我們?cè)陉懙厣峡梢越⒏蟾叩木W(wǎng)絡(luò)以懸掛回收的火箭。
一個(gè)外行只用了幾個(gè)小時(shí)就解決了人類這近百年來(lái)火箭回收的難題,我不由得嘲笑我自己起來(lái)了。馬斯克的團(tuán)隊(duì)已多次證明了火箭安全返回地面數(shù)米數(shù)十米指定地點(diǎn)的可行性,他們?nèi)缃褡隽宋业倪@樣偉大設(shè)計(jì)的電燈泡了,我替他們完成了到達(dá)珠峰峰頂?shù)淖詈笠话倜仔谐蹋依^續(xù)開(kāi)著自己的玩笑。
下午我開(kāi)始寫(xiě)這篇散文,不知不覺(jué)中我又找到上述方案的一個(gè)小型化的模型:在馬斯克的海上平臺(tái)上安裝兩個(gè)垂直方向如集裝箱碼頭上的平移吊車一樣結(jié)構(gòu)的各兩根可以移動(dòng)的鋼索,當(dāng)火箭落到平臺(tái)上方時(shí),兩對(duì)相互垂直的鋼索向火箭兩側(cè)高速靠攏,在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)熄火前到達(dá)火箭兩對(duì)吊鉤可以達(dá)到的區(qū)域,火箭熄火后輕輕地落實(shí)到鋼索上。
這次幻想之旅到此結(jié)束,F(xiàn)在就要看我們七九二的樂(lè)觀同學(xué)有無(wú)厚臉皮和膽識(shí)將她的一個(gè)厚顏無(wú)恥的同學(xué)的外行想法送達(dá)馬斯克SpaceX公司中天才們的郵箱中,讓他們見(jiàn)識(shí)一下來(lái)自中國(guó)的農(nóng)民的一個(gè)奇幻的念頭。 吳礪 2016.1.20
(二)
今天在網(wǎng)上查了一下SpaceX要回收的火箭的長(zhǎng)度約四十一米,世界上最高的輪船高度約七十一米。要在海上搭一個(gè)支架懸掛四十一米的火箭看來(lái)難度也不小,因?yàn)閼揖會(huì)下墜一定長(zhǎng)度。
1.今天我想到的一種方案是仍然釆用SpaceX硬著陸方案,但它的海上平臺(tái)四周有一圈像拳擊臺(tái)上四邊形鋼絲防護(hù)繩,假如我們?cè)诨鸺赘咛幯b有近三十米長(zhǎng)四根輔助固定臂,它們?cè)诨鸺怪苯德浣孛鏁r(shí)展開(kāi)并形成垂直于箭身的四根手臂,展開(kāi)的直徑約六十米,這些手臂上布滿了卡孔,鋼繩從下方可壓進(jìn)卡孔并自動(dòng)被鎖在其中一個(gè)卡孔中,如我們背包背帶連接卡扣。我們可以設(shè)置平臺(tái)上四周鋼繩略高于落地時(shí)四根固定臂的高度一兩米,則火箭落到海上平臺(tái)時(shí)四臂會(huì)輕壓在四周鋼繩并被卡進(jìn)卡孔中,這些他們?cè)诨鸺⒃谄脚_(tái)上時(shí)會(huì)像四只手抓住鋼繩,只要這些鋼繩緊繃程度合適,則有可能使平臺(tái)的晃動(dòng)時(shí),不會(huì)跌倒爆炸。即使像前天火箭一只支撐腳斷了仍然會(huì)被鋼繩四周輕拉住并保持在站立狀態(tài)。即用四兩力撥千斤。這個(gè)方案難度也許在這四臂張開(kāi)時(shí)會(huì)不會(huì)帶來(lái)火箭姿勢(shì)的變化。但這似乎是接近實(shí)戰(zhàn)的一種設(shè)想。
2.另一種是在火箭十米高與頂端四十米高處安裝四根長(zhǎng)三十米長(zhǎng)臂,當(dāng)火箭快接觸地面或平臺(tái)時(shí),火箭頂端連接長(zhǎng)臂的爆炸螺栓推開(kāi)長(zhǎng)臂向下快速轉(zhuǎn)動(dòng)擊打平臺(tái)四周鋼纜護(hù)欄,長(zhǎng)臂上卡扣與鋼纜扣緊連接。
3.或者在三十米長(zhǎng)臂頂端裝有帶倒刺的錨爪,不用鋼纜而是在地面上布滿如魔術(shù)貼般的金屬網(wǎng)板,倒落在金屬網(wǎng)板的四錨爪刺入金屬網(wǎng)板并被固定。
似乎后兩種方案更接近實(shí)戰(zhàn),對(duì)火箭飛行降落幾乎沒(méi)有影響,尤其最后一種方案對(duì)SpaceX現(xiàn)有方案變動(dòng)最小,成本最低。
4.還有一種方案在SpaceX四個(gè)支架底部裝幾組同心鋼圈,火箭落在平臺(tái)瞬間,啟動(dòng)平臺(tái)下方巨大的電磁吸盤(pán)產(chǎn)生巨大的磁力吸牢四個(gè)支架底部裝幾組同心鋼圈。這也是一種對(duì)SpaceX現(xiàn)有方案變動(dòng)最小,成本最低的方案。
吳礪
2016.1.21