SpaceX的BFR的最新进展——正式拼装完成【1月11日】

【2019年01月11日】
经过夜以继日的组装,马斯克通过推特确认SpaceX的BFR重型火箭二级StarShip的测试飞行火箭(test flight rocket)正式组装完成,图1是真正正正的实物,图2是当时放出的效果图,图3是推特原文。这应该是全世界截至目前最寒酸,最屌丝,最简陋的重型火箭研发过程,没有之一。。。

除此之外,老马还公布了一些技术特性:

1.测试会像蚱蜢一样逐步提高测试高度,开始1米,2两米以此类推。

2.支腿中已经设置了缓冲机构(虽然外表看起来没有)。

3.这个用于亚轨道VTOL(Vertical Take-Off and Landing)测试,轨道版本(StarShip)更高,储箱壁更厚,没有褶皱,还将会有一个更光滑的头锥曲面。

4.确认采用BFR当时宣称的“自生增压”(Autogenous Pressurization)方案对储箱进行加压。

【2019年01月09日】组装完成长这样!

【2019年01月07日】SpaceX“露天造箭”1月7日动态更新
自从昨天官方效果图(图1左)发布后,BFR悬停机的“复古”风格外观就引起了国外网友的极大兴趣,各种前辈层出不穷(图1右,图2-5)。当然回到实际施工现场(图6-8),悬停测试机最下方一节已经被覆盖(图7),风格和上部保持一致,越来越接近效果图,但是表面做工嘛。。。就别苛求了。

4张SpaceX的BFR悬停测试机(现在外网都叫StarHop)的独家照片,其中最值得注意的是图1、3的三台猛禽模型的双钟形喷管(Dual Bell Nozzle),虽然还未得到官方的最终确认,但作为全箭统一喷管设计的BFR,采用双钟形喷管毫不意外。双钟形喷管本质作为一种高度补偿喷管(图2),核心目的是在不同高度和大气环境下尽可能提高发动机工作效率(图4),尤其适用于单级入轨(Single Stage to Orbit)航天器,学术界有人认为其优于X-33曾使用的气动塞式发动机,是一种一直被研究但从未被实用化的先进喷管设计,有机会可以和大家简单聊聊这种喷管,不过我也不是专业的,闲聊而已。如果BFR最终真的使用这种喷管,那么将又是一个全新技术的应用,BFR身上集结了太多的前人曾设想但无人敢使用新技术,风险之大,难度之高,在研火箭中现有匹敌者,所以未来研发和实验中出现任何挫折和失败,乃至炸平发射台,我们都并不会感到意外。
毕竟某人曾说过“如果你没失败过,说明你不够创新。如果你失败得不够多,说明你还不够创新。”
图2、4出自《一种双钟型喷管液氧 / 甲烷发动机系统方案》(作者:张卫红,石文靓,郑孟伟)


【2019年01月06日】一些更新!
老马推特:最快4周,也可能8周左右开始悬停试验,取决于是否会出现预期外的问题

老马推特:装配好的悬停测试机在完成后看起来与此图类似。 最终轨道版Starships会有舷窗等设置。另外还确认目前底部安装的三台猛禽并非最终实机(原文:a blend of Raptor development & operational parts),悬停用实机已经完成总装,下月点火试车。图2-8主要来自Austin Barnard、Cowboy Dan两位用户,感谢他们的定期拍摄。

有关于官方图和实物图之间的差别(表面褶皱),有三位网友观点得到证实:
A:像气球一样充入内压后,就会撑开所有的褶皱。
B:这样实物会看起来“好一些”,但是不会像渲染图中一样完美的镜面外观,而且永远不会。
C:悬停机大概不会镜面光滑。实际的StarShip有很大可能会
老马:说得对


【2019年01月05日】开始合体!
SpaceX“露天造箭”1月5日动态更新,依旧在日夜赶工,箭体上部合体在即,老马未发表任何更新言论。


【2019年01月04日】
“露天造箭”1月4日动态更新,支腿正在被蒙皮包覆(图2),顶部锥体正在贴补以平滑表面(图3),中间段侧壁出现神秘开孔(图4),目前状态来看最终效果如图1所示。


【2019年01月01日】

正如马斯克在推特上所说,StarShip的悬停测试机底部支撑围壳拆掉之后,真的露出了三台猛禽发动机的喷管,但是这是真的猛禽(Raptro)发动机还只是三个模型,还需要SpaceX点个火才能验证。

【2018年12月30日】

有关前几天马斯克发的推特,大概是这么几个问题:
Q:你认为BFR在2020年能够进行轨道发射的概率有多少?
A:大概能有60%吧,这还要多亏此次新结构带来的提升。

Q:这次BFR设计大改的动机是什么?
A:时间,尽管它(不仅研发更快)也让BFR变得更好了。

Q:为什么这么晚才决定为了快速制造而更改设计?
A:我会在2019年3、4月提供一次详细说明。

Q:有关为什么在目前版本取消了真空版猛禽?
A:其他用户代答,老马肯定了这种说法,大意是真空版猛禽将会在未来的BFR迭代中出现,至少按照2018年版本是没有的。现在海平面版的猛禽或者说中等膨胀比版本(medium-expansion compromise,类似SSME的喷管,既不是海平面版也不是真空版)会同时分担一级和二级的推进工作,研发型号的缩减会是研发工作大幅简化。(注:众所周知,猎鹰9梅林发动机的真空版只是在海平面版本基础上更换了真空喷管,真空喷管结构很简单,采用薄壁铌合金制成,辐射冷却,但是猛禽的推力、室压都比梅林高,而且真空发动机紧凑布置,不可能再采用简单的辐射冷却,如果要开发专用的真空喷管,势必占用一定研发精力,所以现在只能全面统一,尽管会损失一些效率,但确实会加快研发)

CBS 4 News派出无人机航拍了SpaceX的StarShip悬停测试机现场,可以看到施工工作一直在紧张进行,基本是日夜赶工(夜间照片显示现场也在施工),悬停测试机外壳已基本成型,底部外壳还进行了抛光。


吊车已经下挂,准备开始吊装:


航拍的俯视视角还发现了一些平视角不能发现的特性,有兴趣的可以指出来。

组装后的想象图,讲真太短了:

【2018年12月29日】
还是推特上这位CowBoy的图片,根据NSF一位网友的说法,SpaceX的施工现场只有圣诞节当天停了一天,其余日子都在日夜赶工加班。L2也提及了公司已经在内部进行了一次“宣贯”(暂且这么叫),强调了BFR项目对公司未来的重要性,也要求员工加速投入到BFR研发生产中。

而StarShip按照这个做工手段继续下去的话就会变成下面这个样子,银光闪闪晃瞎眼:

【2018年12月27日】

【2018年12月25日】
资料都已经汇集起来了,写了一篇文章,喜欢的就看文章吧
露天制造,钢板拼接,坑坑洼洼,这就是马斯克吹了三年的“终极火箭”BFR?

【2018年12月24日】
若非老马本人实锤回复,我真的不敢相信正在德州露天制造的这个“玩意”竟然真的就是BFR二级,现在叫StarShip的悬停测试机,9米直径,市售300系列不锈钢板制成,但长度比实际轨道发射版StarShip更短,之前本号还根据环评和外媒猜测说是“水塔”,这几乎是最惨的一次打脸了。[允悲]对惨遭误导的人民群众道歉。之所以没想到真的是悬停测试机,主要还是难以接受人们印象中高大上的火箭制造竟然可以这样露天制造。不过回头看看当年猎鹰9的悬停测试机Grasshopper,现在看来是不是也就像个带支架的液化气罐呢?后面还有大量资料,正在整理中。

众所周知,我们之前提前泄露了BFS所换用的新材料——不锈钢,结合这些信息,有些网友得出了如下结论:


【2018年12月13日】
TelsaRati新闻消息,以下为机翻:
根据SpaceX和美国宇航局艾姆斯(Ames)研究中心于2018年6月签署的空间法协议,这家私营公司已开始与美国国家航空航天局合作,通过热保护(隔热板)材料获取一些基本经验和经验教训,该材料对于SpaceX来说很新。(下面是协议正文截图

被称为TUFROC(增韧型单片纤维增强抗氧化复合材料的简称),NASA Ames开发的材料能够承受高达1700 C(~3100 F)的温度,显然是SpaceX的下一个感兴趣的项目 –  BFR(Starship / Super Heavy)火箭计划,特别是Starship的热盾。TUFROC

据公众所知,SpaceX从未试图制造或使用像TUFROC这样的隔热技术。 TUFROC属于陶瓷基复合材料(CMCs)的热保护材料领域,它基本上是一个涵盖任何热保护系统的术语,它结合了碳帽,硅胶基和固化玻璃涂层,以防止氧化。 近年来,波音公司秘密的X-37B太空飞机在轨道速度再入后成功证明了TUFROC的重复使用,证实了这种材料能够在经历极少甚至没有消融的情况下幸存下来

就像SpaceX借用美国宇航局开发的PICA(酚醛浸渍碳纤维烧蚀体)隔热技术一样,并大大改进了它以便在Cargo(以及即将推出的)Dragon上经济有效地使用,TUFROC的隔热能力背后的基本概念可能在降低成本,易于制造,机械强度,热保护特性等方面的潜在改进。

与航天飞机上使用的致命脆弱的碳-碳隔热瓦不同,TUFROC同名的“纤维增强”方面也使它更能抵抗导致哥伦比亚灾难的撞击相关力量,同时仍保留复合材料令人印象深刻的耐热性。 美国国家航空航天局已将TUFROC归类为“低成本”TPS,进一步表明SpaceX可以在很大程度上轻松降低生产成本。

关于这种萌芽关系尚不清楚的是SpaceX究竟如何预见到TUFROC或定制的热屏蔽衍生物适合其BFR计划。 目前,TPS仅在X-37B上作为翼面边缘案例进行了演示,代表了在小型航天器机翼前缘的更传统的硅片,再入加热通常是最极端的。 SpaceX可能出于同样的原因对TUFROC感兴趣 – 使用它来覆盖BFS / Starship的前后翼面,仅此而已。

然而,可能是这样的情况,SpaceX希望改进的TUFROC-X可能是整个BFR的Super Heavy助推器和Starship上层的整体式一体适用的隔热材料。 被迫处理各种不同的TPS材料不可避免地增加了给定航天器的复杂性和成本,因此能够显着减少所需材料的数量可能是星舰的福音。
协议附件:28344_Fully_Executed_Annex_One_SAA2-403419-1

【2018年12月09日】
老马又放出新料,BFR储箱材料将从碳纤维复合材料更换成不锈钢(Stainless Steer Tankage),但悬停测试机可能还会沿用复合材料。预计4周左右放出悬停测试用BFS(BFR二级,现在叫Starship)的实物图,BFR一级(现在叫Super Heavy)春天开始制造。不过老马现在说话真是听一半信一半就好了。

【2018年11月25日】
SpaceX在德州发射场的新大棚,可能是用于容纳未来进行测试的BFS(现在叫Starship),顶部额外的尖角猜测可能是用于容纳BFS的尾翼,因为圣佩罗BFR工厂大棚是没有这种设计的。 ​​​​


【2018年11月22日】
相关新闻:FCC许可证申请显露SpaceX试飞计划
SpaceX向FCC提交了在德州新发射场进行BFS(现在叫Starship)的VTVL悬停测试的申请材料,这东西讲真别太认真,申请是一回事儿,如期试验是另一回事儿。

【2018年11月18日】
设计大改,我感觉这专题已经快要做不下去了
相关新闻:BFR尬名不再,改叫“星船”
相关新闻:马斯克暗示BFR设计还在改



【2018年11月15日】
TeslaRati的记者在位于加州圣佩罗的SpaceX新BFR工厂外大棚内发现了BFR的储箱的箱底部件(类似图1红框内,但共底设计下,一级火箭应该有3个也许更多),图2、3的实物可见确实是碳纤维复合材料。

【2018年11月8日】
老马在推特上表示,最早预计于明年6月将1个猎鹰9二级改造成为再入测试试验机,这个改造并非为了猎鹰9的二级回收,而是为BFR的二级再入大气层提供经验和数据,当年的下图网友脑洞竟然有望成真。除此之外,还有网友挖出SpaceX近日与NASA签订了两个SAA的技术合作协议,其中就包括BFR的热盾系统。

【2018年10月17日】
据TelsaRati报道,SpaceX在南德克萨斯的新发射场在经历了36个的沉默之后,最近开始了一系列的大规模施工准备,估计是瞄准2019年末的BFS悬停试验。

【2018年10月11日】
美国空军公布新一批技术研发投资合同:
ULA:9.67亿美元给火神火箭
诺斯罗普(轨道ATK):7.91亿美元给奥米茄火箭
蓝色起源:5亿美元给新格伦火箭
此外,BFR一毛钱没捞着!

SLS进一步继续推迟,经费继续超支,2020年首飞节点不保,BFR加油吧!

【2018年9月22日】
老马说,可能在2028年开始建造火星基地 (这应该又是马斯克时间吧!)

【2018年9月18日】发布会现场

现场直播: https://live.bilibili.com/269007

【原创文章】我本将心向火星,无奈乘客要绕月——SpaceX的2018版BFR曝光,神秘乘客终于揭开面纱


【2018年9月17日】
新图两张,来源为老马推特

【9月15日】
“It looks like BFR development is moving quickly, and it will not be necessary to qualify Falcon Heavy for crewed spaceflight,” Musk said during a pre-launch call with reporters. “We kind of tabled the Crew Dragon on Falcon Heavy in favor of focusing our energy on BFR.”
这段话表明FH+CrewDragon的原有载人绕月方案已经取消。
【9月14日】
SpaceX官方预告,公司已经签订世界首个乘坐BFR绕月旅行的乘客合同(其实是乘坐BFS)。具体内容将在当地时间9月17日公布。

相对于2017年IAC版本的BFR(图中实际是BFS),主要变化如下,飞船头部添加了一个类似鸭翼结构;侧面的舱门位置变动;尾部气动翼面变大变长,更像航天飞机了;出现了可伸缩的着陆支腿,新版支腿明显比2017版设计更合理;发动机配置大变,从原有的4台真空版和3台海平面版猛禽混搭变成了统一型号,小概率可能采用类似延伸喷管的黑科技;发动机舱又追加了一圈“裙边”,可能是用于冷却或再入阶段保护发动机。目前只是一图猜测,其他的还要等周一正式公布。

【9月12日】

SpaceX火星项目负责人Paul在火星协会的演讲视频,说实话干货不多,不过还是传上来。生肉无字幕。

【9月7日】消息的意思是SpaceX的COO格温·萧特维尔女士(俗称射的好阿姨)透露,BFR火箭二级——可完全重复使用的BFS飞船将在2019年末进行悬停试验,实际上这相对于马斯克之前宣布的时间已经推迟了半年有余,而且大概率滑入2020年。

【7月7日】马斯克发布推特:Elon on Twitter: BFR will be able to launch in, All-weather. ~300km/h high altitude winds. ~60km/h ground winds. It’s a beast.“

这等于号称BFR属于“全天候火箭”,如果以后再有因为高空风推迟这种事儿推迟发射,可别说打你自己脸。

【7月5日】NASA正在考虑采用BFR作为LUVOIR(大型紫外光学红外望远镜)的备份发射用火箭,首选当然是SLS。不过这对于BFR已经是一个很好的消息了,大直径整理罩对于这种可折叠载荷是一个巨大的方便,君不见韦伯的可折叠机构惹了多大麻烦。

简介:LUVOIR(大型紫外光学红外望远镜)是继哈勃太空望远镜遗产之后的大型多波长,多代,可维修天文台的概念。在其雄心勃勃的计划设计的范围内,其科学目标将实现广泛的天体物理学的变革性进展。该观测站的建议发射日期为2030年代中期,包括可升级的最先进仪器,并将驻留在地球 – 太阳L2点。 LUVOIR的广泛功能,包括其广泛的UV-NIR波长范围,将使其能够研究尚未被发现的现象,并回答我们尚未想到的问题。 LUVOIR的大部分时间表将通过一般观测计划向社区开放。 LUVOIR研究团队正在考虑两种架构,一种采用15米镜片(架构A),另一架采用~8米镜片(架构B)。建筑A设计用于在NASA计划的太空发射系统(SLS)上发射,而建筑B设计用于在具有5米直径整流罩的重型运载火箭上发射,类似于当今使用的那种运载火箭(重型猎鹰、新格伦、重型德尔塔4)。

【7月1日】几则BFR和BFS的艺术创作图,相当漂亮,作者为:BH.Skywalker,在此谢过了

【6月14日】SpaceX发布BFR工程师招聘启事

内容机器翻译:
SpaceX的创立是基于这样一种信念,即人类探索恒星的未来比根本不存在的未来更加令人兴奋。今天,SpaceX正在积极开发技术,以实现这一目标,最终目标是实现火星上的人类生活。

BFR BUILD工程师
BFR(大猎鹰火箭)是一种巨大的下一代运载火箭和宇宙飞船,旨在将人类运载到月球,火星等地。 BFR还能够在25分钟内从洛杉矶飞往纽约,BFR最终将取代目前的Falcon 9,Falcon Heavy和Dragon计划,作为所有SpaceX任务的主要工具。直接在飞船工程团队工作,该团队的目标是调查,测试和开发能够支持BFR的高级金属和复合材料连接方法的新硬件,软件和自动化工作。该团队直接与设计和分析工程师合作开发和选择制造关键结构所需的技术,规格和方法。 BFR建筑工程师专注于摩擦搅拌焊接,电子束焊接和复合材料罐体层压,负责提供关键项目的结果,并且要求高且步调快。

职责:

通过研究,机械/破坏性测试和次级制造推动低温复合材料罐制造技术的发展
与车辆分析师和制造团队紧密合作,确保解决方案符合车辆设计和制造流程的要求
协调并执行满足硬件最后期限所需的系统和工具的开发,验证和验收测试
为工装和测试夹具硬件设计和制作工程图纸
参与内部设计审核,并与供应商和客户一起参与
与工程和生产团队合作,为当前和下一代车辆提供创意,设计和改进
基本资质:

工程学学士(机械,航空航天或材料科学)
亲身体验复杂机械系统的项目经验,最好作为团队或子团队领导
使用NX或其他CAD软件包的CAD和绘图经验
首选的技能和经验:

2年以上航空/机械工程领域的专业经验
掌握机械工程基础知识
有关断裂关键部件设计/分析的经验
材料科学背景,重点是航空航天合金,复合材料和/或加压结构
有限元分析(FEA)软件包的经验
焊接过程的经验,如融合,电子束和摩擦搅拌
具有自动化纤维铺放,高压灭菌器和复合材料设计标准知识的复合材料结构的强大背景
接触先进的无损检测方法,如相控阵超声波,涡流阵列和数字射线照相
良好的人际关系和组织能力
其他要求:

必要时可以长时间工作和周末工作
ITAR要求:

为符合美国政府的空间技术出口条例,包括国际武器贸易条例(ITAR),您必须是美国公民,美国的合法永久居民,保护8 U.S.C. 1324b(a)(3),或有资格从美国国务院获得所需授权。在此了解有关ITAR的更多信息。
SpaceX是平等机会雇主;在SpaceX的职位是根据优点,能力和资质进行管理的,不会受到任何种族,肤色,宗教信仰,性别,国籍/种族,退伍军人身份,残疾状况,年龄,性取向,性别认同,婚姻状况,精神或身体残疾或任何其他受法律保护的状况。

申请人希望查看SpaceX的退伍军人和残疾人的平权行动计划副本,或申请/面试过程中需要合理安排的申请人,请通过电话(310)363-6000通知人力资源部。

【4月24日】
Shotwell在TED上透露(TED视频才刚放出来),SpaceX现阶段正在设计BFS的货舱,直径将为8米级别,毫无疑问,韦伯无需折叠就能塞进去。

【4月21日】
原帖子是“Full BFR Discussion from Port of LA Meeting, “plus or minus 35 feet [10.7 meters] in diameter” says SpaceX Director of Construction”,是SpaceX的BFR厂址负责人在听证会上表示的,新型火箭的尺寸为35feet左右,也就是10米级别。这和之前网友根据实物预估的9米级别有差别。听证会录像如下所示。

【4月18日】

  • Shotwell在TED上宣布的BFR执行洲际航班的时间是10年内,在不考虑其商业可行性的前提下,如果以技术跨度为标准,这个时间是更合理的。
  • NASA最新消息是SLS首飞进一步推迟到2021年,届时项目总花费基本要到100亿美元以上,而且运力不足(75吨LEO)的Block1构型可能要服役很久。所以BFR只要奋起直追,真的还有机会。

  • 洛杉矶市长正式宣布了BFR的生产工厂就在当地的港口的设施内,实锤确认了BFR的生产地点,大家可以组织新的“朝圣”之旅了。
    • 附送几张TED上Shotwell曝光的全新BFR动画,基于BFR的2017版,算是首次曝光。附送一下2016年IAC上公布的演示动画,这几张图就是将16版的ITS更换为17版的BFR之后的作品。
  • 网友采用了简单粗暴的直径估算方法,确认了BFR的直径确实是9米级别。

 

国外网友已经发现了马斯克曝光复材结构所在的大棚子,并且派出群众各种围观,发现了大量工装和生产设施。如果真的BFR能够成功,棚子里造重火的事迹估计也会成为一段美谈了,SLS的脸估计也能更肿一些。

综合一下消息,首先这并不是储箱本体,基本可确认这是碳纤维复合材料储箱生产(缠绕)过程中使用的工装。用途如下所示,代工厂商如无意外还是Janicki。

官方网站如下:https://www.janicki.com/capabilities/composite-fabrication/

代工厂为Ascent Aerospace Coast Composites,信息来源是https://www.teslarati.com/spacex-bfr-factory-rocket-tooling-site-activity/

下面是复材结构缠绕过程,SpaceX这个其实就是缠绕过程中的芯。