重型猎鹰火箭

重型猎鹰火箭（FalconHeavy）是美国民营太空公司“SpaceX”建造的火箭，这款名为重型猎鹰的火箭能将货物、人员送上月球、小行星甚至火星。

成本低

载重逾18公吨，仅比曾送太空人登陆月球的美国“土星五号”(Saturn V)，以及前苏联制造的登月火箭和航天飞机运载火箭略小。“重型猎鹰”的潜在客户包括航天总署、军方、其它国家政府和人造卫星制造商。“重型猎鹰”远比政府或其它民营公司制造的火箭便宜，每次发射只需大约一亿美元，大约是德尔塔4重型的三分之一。

重复利用

重型猎鹰的第一级芯级与两侧的助推器都含有着陆架，它们将会使芯级与助推器在升空后安全地降落在地球上。助推器分离后，位于底部中央的发动机会点火以控制助推器飞离火箭。着陆架会在助推器返回地面时展开, 并进行软着陆。而芯级会持续燃烧直至一二级分离, 当芯级的着陆架展开后它也会返回地面。

猎鹰重型运载火箭高70米，宽12.2米，重量为1420.8吨，起飞时 27 台梅林1D发动机同时工作，可以提供高达2280多吨的起飞推力^[4]。发射初级阶段所有引擎提供的总推力逾500万磅，可送入近地轨道的有效载荷高达14万磅（约合63.8吨），为现役航天器之最，仅次于当年执行阿波罗计划的“巨无霸”土星五号重型运载火箭（140吨）。^[5]

如果以其近地轨道（LEO）有效载荷63.8吨、最大起飞重量1428吨算，“重型猎鹰”运载系数高达0.0447^[3]。“重型猎鹰”的GTO轨道运载能力系数高达0.0187。

基本技术数据

地球同步轨道运载能力（GTO）：26.7 吨^[3]

火星轨道的运载能力：16.8 吨^[4]

猎鹰重型助推-芯级-助推布局第一级

地面推力：2282吨^[3]（27台梅林1D发动机）

真空推力：2468吨^[3]

第二级

真空推力：95.3吨（1台真空梅林1D发动机）

“猎鹰重型”运载火箭一子级采用27台Merlin-1D+发动机，是当前世界上发动机数目最多的火箭。在传统设计理念中，为避免采用多发动机导致复杂的耦合振动、火箭推重比下降、系统可靠性降低等问题，火箭一子级发动机数目通常控制在10台以内。历史上曾有N-1火箭一子级采用了30台发动机，但其四次发射均以失败告终。“猎鹰重型”运载火箭一子级大胆采用了挑战传统的27台发动机方案，但采用先进的设计手段确保了其高可靠性。^[6]

“猎鹰重型”运载火箭所采用的动力冗余技术是指在其主动段飞行过程中，当1台或多台发动机发生故障，在不影响其余发动机正常工作的情况下，箭载控制系统对故障发动机实施紧急关机、故障隔离，继续执行并完成主发射任务的一项技术。该技术极具挑战性，涉及的主要关键技术包括：一是动力系统故障诊断隔离技术；二是弹道在线规划与重构技术。^[6]

“猎鹰重型”运载火箭采用了新型轻质箭体结构技术，氧箱利用铝锂合金壳体横造技术既能保证安全又可大幅降低结构重量，燃料箱利用箱壁桁条以及环形结构设计增加其承载能力。整流罩、助推头锥采用的复合材料，确保了质量最轻。该火箭还按照NASA载人发射标准进行了结构安全裕度设计。与其它火箭采用25%的结构安全裕度不同，“猎鹰重型”火箭是按比飞行载荷高出40%的结构安全裕度来设计的。尽管结构安全裕度高于其它火箭，但“猎鹰”重型运载火箭火箭捆绑助推器的重量比高达30，优于史上任何火箭。^[6]

“猎鹰重型”运载火箭一子级各个通用芯级均安装有栅格舵，可用于辅助箭体再入过程中姿态稳定控制，并提供一定的气动阻力用于减速。各个通用芯级的着陆装置为四个支腿，在火箭发射后的上升段及再入过程中收拢于箭体，当火箭一子级减速即将着陆于地面或海上平台之前展开；支腿由液压装置执行收拢展开，并具有展开后锁死的能力；支腿主要由碳纤维及铝合金蜂窝板构成，轻质且能满足载重需求；支腿带有液压减震器，可进一步减缓垂直着陆带来的巨大冲击。^[6]

为保证一子级助推器分离时芯级仍有最多的推进剂，达到延长芯级飞行时间、提升火箭运载能力的目标，“猎鹰重型”运载火箭在设计之初拟采用在一子级助推器与芯级之间通过交叉管路连接实现推进剂共用的推进剂交叉输送技术。该技术的实现难度较大，目前仍有许多难点问题待解决。

在首飞任务中，“猎鹰重型”运载火箭主要充分利用一、二子级发动机的节流变推力能力，来替代推进剂交叉输送技术实现其拟达到的目标。该方式与采用推进剂交叉输送技术相比可减小火箭设计复杂性，降低风险发生概率。^[6]

“猎鹰重型”运载火箭采用了牵制释放技术，在火箭竖立发射台点火起飞前，通过集成在发射台的牵制释放系统牵制住火箭，同时让火箭发动机竖立发射台低工况工作一段时间，对发动机主要敏感参数进行采集和评估分析，快速判断发动机工作状态，以提升火箭发射可靠性。^[6]

重型猎鹰助推器分离重型猎鹰火箭的助推器分离和一二级分离均采用的无损式“冷分离”模式（主要为冷氮喷射或机械式推杆）也是一大亮点，其相较于更为传统的爆炸式“热分离”无疑会更具优势。^[4]

马斯克希望在猎鹰重型火箭发射成功后，通过它搭载Dragon飞船、实现载人环游月球轨道并安全返回地球的计划，时间则是2018年内。

2015年9月，SpaceX负责发射业务的副总裁李·罗森（Lee Rosen）在一次会议上透露，公司将于2016年4月末至5火箭发射Roadster跑车的图像月初择机发射猎鹰重型火箭，这将是一个伟大的日子。

2016年春季的猎鹰重型火箭发射将是演示性质的，2016年9月份，猎鹰重型火箭将在第二次发射中为美国空军发射37颗卫星。^[7]

SpaceX公司总裁格温-肖特维尔称，2016年11月将发射“猎鹰重型火箭”。^[8]

2017年5月10日，SpaceX在官推上宣布，于上周在德克萨斯州麦格雷戈的火箭研发基地完成了猎鹰重型（Falcon Heavy）火箭的首个静态点火测试。^[9]

当地时间2018年1月24日，SpaceX的新型火箭猎鹰重型运载火箭在肯尼迪航天中心完成静态点火测试。^[10]

当地时间2018年2月6日下午3时45分，猎鹰重型火箭在位于卡纳维拉尔角(Cape Canaveral)的肯尼迪航天中心LC-39A平台顺利升空。火箭上搭载着SpaceX公司旗下的一辆特斯拉红色敞篷跑车Roadster升空。车座上还放置着一个假人模型，作为演示。车内设有摄像头，供实时拍照，监控车辆情况。

2018年2月7日，SpaceX公司成两大壮举：除了成功首次试射“猎鹰重型”火箭，还几乎同时完好无损地回收了其中两个助推器，火箭的核心推进器掉入了水中，随后丢失。^[11]同日报道，美国太空探索技术公司（SpaceX）总裁埃隆·马斯克在新闻发布会上的声明报道称，该公司新型重型猎鹰火箭的中央助推器着陆时摔成碎片。据悉，助推器上三个引擎只有一个起了作用，导致助推器以480公里/小时的速度落入水中。同时，按原计划，助推器本应着陆在大西洋的一个浮动平台上。^[12]

2018年6月25日凌晨1时30分，肯尼迪航天中心历史悠久的卡纳维拉尔角发射场39A发射台升腾起一团烟雾和蒸汽，“猎鹰重型”火箭的27个梅林发动机完成了静态点火测试，时间持续约10秒。^[13]

2019年4月12日6时35分，“猎鹰”重型火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角航天发射场升空，推送沙特Arabsat 6A通信卫星入轨。这是“猎鹰”重型火箭第一次商业发射，也是其历史上第二次发射。^[14]

2019年4月，SpaceX公司旗下的猎鹰重型火箭发射成功， 而“芯一级”助推器成功降落在无人驾驶船上。但在前往佛罗里达州海岸的途中，“芯一级”助推器因海浪过大意外坠海。^[15]

2019年6月25日14:30分，美国太空探索技术公司成功执行了“猎鹰重型”运载火箭的第三次发射任务。猎鹰重型火箭从佛罗里达州肯尼迪航天中心的Launch Complex 39A发射台发射升空，执行代号为STP-2的发射任务。遗憾的是，猎鹰重型火箭的中央核心助推器在回收时未能成功在无人船上着陆，掉入海中爆炸。^[16]

2021年4月，SpaceX与NASA签订合作，NASA寻水漫游车计划于2023年搭载“重型猎鹰”火箭进入月球。^[17]

当地时间2022年10月，SpaceX将组成重型猎鹰火箭第一级的三枚助推器连接到一起，为火箭从美国国家航空航天局（NASA）肯尼迪航天中心39A发射塔的升空作准备。^[18]

2022年11月，SpaceX猎鹰重型运载火箭从佛罗里达州肯尼迪航天中心升空。这次任务是SpaceX2022年的第50次发射，SpaceX称该火箭是世界上运力最大的航天运载火箭，为美国太空军向地球轨道运送一个机密运载物。^[19]

当地时间2023年1月15日17时56分左右，“猎鹰重型”火箭在佛罗里达州的美国宇航局肯尼迪航天中心39A发射台升空，本次火箭携带的两颗卫星会被送入地球静止轨道。^[2]

重型猎鹰火箭自身的超强性能和绝佳的性价比一举打破了多项世界纪录，使其成为目前人类现役的火箭中运载能力最强的一款。 

对于美国航天业来说，猎鹰重型火箭的成功发射意味着在航天飞机退役后，美国人又一次有了将宇航员带入太空的能力，无需再依赖俄罗斯飞船。而另一方面，作为目前世界上运载能力最强的火箭，猎鹰重型火箭的运载能力是目前最大火箭的两倍，它的成功发射意味着人类探索太空的一个新开端。 

2018年12月20日，“猎鹰重型”当选为2018年度科技类十大流行语。^[1]