Med hjälp av en struktur av kolfiberkompositmaterial kommer raketen "Neutron" att bli världens första storskaliga uppskjutningsfordon av kolfiberkompositmaterial.
Baserat på tidigare framgångsrika erfarenheter av utvecklingen av den lilla uppskjutningsraketten "Electron" har Rocket Lab USA, ett ledande amerikanskt företag inom uppskjutnings- och rymdsystem, utvecklat en storskalig uppskjutning kallad "Neutron"-raket, med en nyttolastkapacitet på 8 ton, som kan användas för bemannade rymdfärder, uppskjutningar av stora satellitkonstellationer och utforskning av djuprymden. Raketen har uppnått banbrytande resultat inom design, material och återanvändbarhet.
”Neutron”-raketen är en ny typ av uppskjutningsfordon med hög tillförlitlighet, återanvändbarhet och låg kostnad. Till skillnad från traditionella raketer kommer ”Neutron”-raketen att utvecklas efter kundernas behov. Det uppskattas att mer än 80 % av de satelliter som skjuts upp under de kommande tio åren kommer att vara satellitkonstellationer, med speciella krav för utplacering. ”Neutron”-raketen kan specifikt möta sådana speciella behov. ”Neutron”-uppskjutningsfordonet har gjort följande tekniska genombrott:
1. Världens första storskaliga uppskjutningsfarkost som använder kolfiberkompositmaterial
"Neutron"-raketen blir världens första storskaliga uppskjutningsfordon som använder kolfiberkompositmaterial. Raketen kommer att använda ett nytt och speciellt kolfiberkompositmaterial, som är lätt i vikt, hög hållfasthet och kan motstå den enorma värmen och stötarna vid uppskjutning och återinträde, så att det första steget kan användas upprepade gånger. För att uppnå snabb tillverkning kommer kolfiberkompositstrukturen i "Neutron"-raketen att tillverkas med hjälp av en automatisk fiberplaceringsprocess (AFP), vilket kan producera ett raketskalet av kolfiberkomposit som är flera meter långt på några minuter.
2. Den nya basstrukturen förenklar uppskjutnings- och landningsprocessen
Återanvändbarhet är nyckeln till frekventa och kostnadseffektiva uppskjutningar, så från början av designen gavs "Neutron"-raketen möjligheten att landa, återhämta sig och skjutas upp igen. Att döma av "Neutron"-raketens form förenklar den avsmalnande designen och den stora, solida basen inte bara raketens komplexa struktur, utan eliminerar också behovet av landningsben och skrymmande infrastruktur för uppskjutningsplatser. "Neutron"-raketen är inte beroende av ett uppskjutningstorn och kan endast starta aktiviteter från sin egen bas. Efter att ha skjutits upp i omloppsbana och släppt andra stegets raket och dess nyttolast, kommer första stegets raket att återvända till jorden och göra en mjuklandning på uppskjutningsplatsen.
3. Det nya kåpkonceptet bryter mot den konventionella designen
Den unika designen hos "Neutron"-raketen återspeglas även i kåpan som kallas "Hungry Hippo". Kåpan "Hungry Hippo" kommer att bli en del av raketens första steg och kommer att vara helt integrerad med det första steget. Kåpan "Hungry Hippo" kommer inte att separeras från raketen och falla ner i havet som en traditionell kåpa, utan öppnas upp som en flodhäst. Mynningen öppnas för att frigöra raketens andra steg och nyttolast, och stängs sedan igen och återförs till jorden med den första stegsraketen. Raketen som landar på uppskjutningsplattan är en första stegsraket med kåpa, som kan integreras i en andra stegsraket på kort tid och skjutas upp igen. Att använda "Hungry Hippo"-kåpans design kan öka uppskjutningsfrekvensen och eliminera den höga kostnaden och låga tillförlitligheten för att återvinna kåpor till sjöss.
4. Raketens andra steg har högpresterande egenskaper
På grund av "Hungry Hippo"-kåpans design kommer raketsteget 2 att vara helt inneslutet i raketsteget och kåpan när den skjuts upp. Därför kommer det andra steget i "Neutron"-raketen att vara det lättaste andra steget i historien. Generellt sett är raketsteget en del av uppskjutningsfordonets yttre struktur, som kommer att utsättas för den hårda miljön i den lägre atmosfären under uppskjutningen. Genom att installera raketsteget och "Hungry Hippo"-kåpan behöver inte det andra steget i "Neutron"-raketen motstå trycket från uppskjutningsmiljön och kan avsevärt minska vikten, vilket ger högre rymdprestanda. För närvarande är det andra steget i raketen fortfarande designat för engångsbruk.
5. Raketmotorer byggda för tillförlitlighet och upprepad användning
"Neutron"-raketen kommer att drivas av en ny Archimedes-raketmotor. Archimedes är designad och tillverkad av Rocket Lab. Det är en återanvändbar generatorcykel för flytande syre/metangas som kan ge 1 meganewton dragkraft och 320 sekunder initial specifik impuls (ISP). "Neutron"-raketen använder 7 Archimedes-motorer i det första steget och 1 vakuumversion av Archimedes-motorerna i det andra steget. "Neutron"-raketen använder lätta strukturdelar i kolfiberkomposit, och det finns inget behov av att kräva att Archimedes-motorn har för hög prestanda och komplexitet. Genom att utveckla en relativt enkel motor med måttlig prestanda kan tidsplanen för utveckling och testning förkortas avsevärt.
Publiceringstid: 31 december 2021
