Fs怎么制造星舰
你是一位航天大亨，你的终极目标是让人类成为多行星文明，在火星建立城市。你已经用猎鹰九号实现了火箭回收，但你很清楚，猎鹰九号根本撑不起火星移民。你需要一枚大运力，完全可重复使用、能在火星表面起降的超级飞船星舰。 这艘飞船采用不锈钢制造，以一点八米高、直径九米的环段为单位，一圈一圈堆叠，全高五十点三米，总重一千三百吨。你为他设计的隔热方案是在表面铺设超过一万八千块六边形隔热瓦，这些隔热瓦尺寸统一，便于你方便生产与快速更换。 为了推动这个庞然大物，你为他量身打造了技术难度极高、采用全流量分级燃烧循环的液氧甲氨发动机。猛禽发动机新建搭载三台海平面型猛禽和三台真空型猛禽，六台发动机，总推力达到一千二百五十吨。 飞船完成后，再建造一个体型更大的一级火箭，并连三十三台发动机就可以将它送入太空轨道。即便有了这样顶级的技术，开始一步步验证。 于是你先造出了一个结构极简的不锈钢验证塔，命名为新虫。它只搭载一台猛禽发动机，专门用来测试最关键的垂直起降能力。 新虫的成功给了你信心，你开始着手制造全尺寸原型机。不过原型机序号 sn 一 到 sn 四的地面测试可谓是一波三折。新建 sn 五、 sn 六延续单台猛禽发动机的配置，依旧专注于低空跳跃测试。 直到新建 sn 八，你首次为它搭载了三台猛禽发动机，配上鼻锥与精翼，让它成为了第一台拥有完整形态的新建原型机。 不过 sn 八因甲完柱箱压力不足着陆失控爆炸，后续 sn 十顺利落地后，因着陆姿态问题八分钟后发生爆炸，直至 sn 十五圆满完成是非着陆。 与此同时，从 sn 八少量施装隔热瓦，隔热防护技术也在打磨下不断迭代，到 sn 二零完成全身隔热瓦铺设，发动机的升级迭代也从未停止。猛禽二代发动机大幅精简结构，减重增效， 当技术全面定型后，新建 sn 二四成为了首台全面换装猛禽二发动机的正式版本，同时搭载了海平面与真空两款发动机机型。为了把体型庞大的新建 sn 二四顺利送入太空，也打造了体量空前的运载装置超重型助推器。 它同样采用高一点八米、直径九米的环段制造，高度七十一米，重三千六百七十五吨。你在它的底部配置了三十三台猛禽二发动机，采用中心三台、中圈十台、外圈二十台的三环布局，起飞推力高达七千一百吨， 并且为它的着陆阶段专门配备了小型液氧和甲氨燃料。柱箱及管路姿态调控方面，你为它配备了四片不锈钢材质山格剁，采用 x 型排布甲角一百二十度。 回收时，火箭先点燃中圈与内圈的发动机减速，随后中圈发动机关闭，最后由内圈发动机修正速度后关机。回收的核心方式是依靠发射塔的机械臂夹住山格斗下方的受力位置，也就是外界所说的筷子夹火箭。 同时你也设定了安全准则，助推器返回时必须确认满足所有安全条件才能进行陆地回收，若不满足就直接转为海上舰落。新建组合体的首次试飞你原本计划采用冷分离模式，不 料升空后部分发动机失效导致推力不对称，火箭失控，冷分离方案最终未能实测。 二飞你果断将分离模式更换为热分离，进一步缩短了一二级发动机的点火间隔，理论上提升了飞行效率。同时，为了避免二级尾焰灼烧一级柱香，你在极尖位置加装了热分离环，专门疏导二级尾焰。 不过前三次整体试飞都以不同程度的挫败收尾。直到第四次试飞，二级飞船顺利完成亚轨道飞行，并且成功实现轻舰海面舰落。也正是这一次，这艘飞船凭借严重烧蚀却能依旧成功落地的表现，被外界赋予了传奇耐烧王的称号。 直至第五次飞行，你终于迎来了里程碑式的突破，重型助推器成功实现了机械臂回收。来到第六次飞行，二级飞船突破亚轨道范畴，顺利进入禁地轨道。 同时你也首次实现了真空环境下猛禽发动机的载轨重启，飞船最终平稳完成远洋舰落。稍有遗憾的是，超重型助推器未能完成塔架回收。 从第七次飞行开始，你正式为新舰换装全新的二级，而超重型助推器则保持原有设计不变。这台全新二代新舰二级舰体加高一个环段，缩短载荷舱，扩容燃料舱，让推进剂装载量提升百分之二十五吨。 使用了更小、安装的更靠前，并且更靠近背风侧的前机翼，以应对初代飞船遇到的烧蚀问题。在二代新舰完成多轮试飞验证，已带领团队推出了全面优化的三代新舰版本。这次的核心升级目标是全面换代，超重型助推器 已为它全面换装了猛禽三代发动机。以往外置的复杂燃料管路、冷却流道被全部集成融合在了机身壳体内部， 省去了大量外接管线与拼接结构，让发动机的外观简洁到令人惊叹。在气动设计上，你果断摒弃了初代的四片 x 型山格剁，取消了位于背封面效率低下的那一片， 改为三片成九十度布局的新式山格剁。热分离结构也进行了简化，取消了专用热分离环，将分离结构集成到一级顶部，同时安装防热加强版专门抵御二级尾焰的烧蚀。燃料管路布局上已做出重大革新， 直接加粗连接甲完柱箱和底部发动机的甲完降液管，将其坚认为着陆阶段的甲完柱箱，同时保留独立的液氧着陆柱箱，让燃料调配更灵活、更安全。此外还有舰体结构与管线布局的小幅优化。恭喜你最终发明了三代新舰， 此刻他已箭在弦上，即将迎来首次发射，成败未知，让我们拭目以待。而人类的多行星文明之路才刚刚启程，这里是赛博航天基地，关注我，下期视频，我们来解读更多的航天飞行器。
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06:08查看AI文稿AI文稿这是最初的星舰设计，全碳纤维的机身，泛着哑光的高级质感，像一艘充满科技感的宇宙飞船。而这是现在实际造出来的星舰，剑身通体银亮，造型粗壮有力，浑身散发着原始的工业感。 为什么两者的差距会这么大呢？到底是什么原因让马斯克亲手推翻了自己的设计，把万众期待的碳纤维火箭换成了六十年前就被航天界淘汰的不锈钢呢？要把这个问题讲透彻，我们得先从不锈钢在火箭史上的应用说起。 其实早期的阿特拉斯火箭主体结构就是用三零幺二十体不锈钢制造的。一枚阿特拉斯阿金纳火箭在发射台上意外施压，上面积的重量直接把薄薄的钢壳给压垮了。 这种设计把不锈钢的减重潜力发挥到了极致，但也埋下了很多的安全隐患。随着铝合金技术的成熟，不锈钢很快就被航天界抛弃了。从那以后，全世界的火箭都用上了铝合金，后来又发展出性能更好的铝铝合金。再后来，碳纤维复合材料的出现，让所有人都认为这才是未来航天材料的终极答案。 那么问题来了，不锈钢与其他材料在性能上到底有哪些不同呢？要回答这个问题，我们首先要明白，工程师选择航天材料时，到底看中哪些指标。很长一段时间里，比强度，也就是强度与密度之比，被认为是航天材料最重要的指标。 通过一张材料的比强度对比图，我们可以一目了然。钢的密度是铝的二点五倍，但强度却达不到这个数值，这意味着要达到同样的结构强度，钢制部件会比铝制部件重得多，这也是不锈钢当年被淘汰的根本原因。 但比强度不是唯一的衡量标准，一些看似不起眼的因素在特定场景下会变得更加重要，比如热导率。铝的热导率比钢要高的多，这意味着它能更快的把外界热量传导到内部的低温燃料中。 火箭使用的液氧温度是零下一百八十三摄氏度，液氨更是低至零下两百五十三摄氏度。外界热量会让这些低温燃料迅速气化，为了防止燃料储罐爆炸，只能让气化燃料通过排气阀排出，这样就造成了巨大的浪费。 为了解决这个问题，火箭燃料储罐通常会喷涂厚厚的泡沫隔热层，当年航天飞机外燃料箱那标志性的橙色就是这些隔热层的颜色，但这些隔热层本身也增加了大量重量，反过来抵消了铝合金带来的减重优势。 铝铝合金直到二十世纪五十年代末才被研发出来，他比普通铝合金的比强度更高，很快就成为了航天领域的首选材料。 碳纤维的比强度比铝铝合金还要高的多，曾被公认为未来火箭的理想材料。马斯克最初也计划用碳纤维来制造兴建，但碳纤维每公斤成本约一百三十五美元，而且制作过程中会产生大量的边角废料。 更关键的是，碳纤维的制造过程极其复杂，而且成本非常高。它的强度全部来自于粘合在树脂基体中的细长纤维，这导致它的强度具有明显的各项异性，也就是不同方向上的强度差异很大， 为了确保材料在所有方向上都有足够的强度，工程师必须以非常精确的方式铺设碳纤维层，再送入巨大的高压釜中进行高温固化。然而，成本和制造难度还不是碳纤维最大的问题。真正让马斯克下定决心放弃碳纤维的，是一个被行业普遍忽视的致命问题。 我们换一张图表对比一下不同材料在高温下的结构强度，就会看到一个完全不同的结论。不锈钢的性能明显优于铝合金和碳纤维，这才是马斯克选择不锈钢的真正原因。要知道，兴建从一开始就不是为地球轨道任务设计的， 它的终极目标是火星星舰，预计将以高达每小时两万一千公里的速度冲入火星大气层，并承受高达一千七百摄氏度的高温。星舰的重量超过一百吨，要让这么重的物体在火星稀薄的大气层中减速绝非易事。它必须以极高的迎角进入大气层，通过大气阻力在较长时间内逐步消耗速度， 有阻力就会伴随着热量，而且是持续数分钟的高温炙烤。不锈钢在高温下的结构强度比碳纤维高的多，所需的隔热防护也少的多。 有人提出用好奇号火星车同款的烧湿隔热瓦不行吗？那种分全净自碳材料能扛一千九百三十摄氏度高温，确实是目前最好的隔热材料，但他有三个严重缺陷，注定和兴建无缘。 第一就是太重了，兴建的迎风面有几百平方米，全贴烧湿瓦的话，仅隔热层就有几十吨重，这样就会抵消碳纤维带来的减重优势了。第二是烧湿瓦是一次性的，靠自身燃烧气化带走热量，每次载入都会损耗一层。 当年航天飞机每次返航都要更换上千块烧石瓦，维护成本非常的高。最重要的是第三点，火星上没有烧石瓦工厂 兴建着陆后必须更换损坏的瓦片才能返航，但火星上没有这个条件，这意味着只要选了烧石方案，兴建就回不去了。为了解决这个无解的难题，马斯克设计了一套全新的冷却技术，那就是让兴建出汗。 spacex 决定星舰背面不铺设隔热罩，把隔热系统全都集中在迎风面。它们计划在星舰迎风面的双层钢板之间泵送液态甲氨。甲氨吸收钢板的热量后期化，再通过舰体表面数百万个微孔蒸发出去，从而带走大量的热量。 最妙的是，甲氨本身就是兴建猛禽发动机的燃料，不需要额外携带任何冷却剂，就能让它同时发挥燃料和冷却剂的双重作用。未来人类可以在火星上开采地下水，从大气中提取二氧化碳，再通过萨巴蒂尔反应生产甲氨和氧气。 这不仅解决了星舰返程的燃料问题，也顺带解决了飞船冷却剂的来源问题。这才是马斯克选择不锈钢的真正原因，他考虑的不是一次发射的成本，也不是单次任务的成败，而是整个火星指引计划的可行性。 很多人嘲笑马斯克用不锈钢造火箭使技术倒退，但他们没有意识到，马斯克其实是重新定义了问题本身。 传统航天工程师思考的是如何用最轻的材料造出一枚火箭，而马斯克思考的是如何用最便宜、最可靠、最容易在火星上维护的材料，造出一枚能够重复使用一百次的火箭。这是两个完全不同的问题，自然会得出完全不同的答案。 当所有人都在执着于追求更高的比强度时，马斯克却看到了比强度之外的整个世界。他看到了制造成本，看到了维护成本，看到了重复使用的可能性，更看到了在火星上就地取材的重要性。这就是颠覆者的思维方式，他们不按照别人制定的规则玩游戏，而是自己制定新的规则。
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02:15查看AI文稿AI文稿你可能无法想象，制造兴建也可以如此简单。现在，让我们一同踏入马斯科的兴建工厂，亲眼见证这座令人惊叹的兴建是如何一步步打造的。首先，我们需要采购大量的三零四不锈钢，然后将其制成十几个直径为九米，高度为一点八米的圆弧形结构。 这些结构被堆叠在一起，并通过焊接相连接。因为发动机的推力强大，需要在内部建立一个骨架以增强结构完整性。这些环形结构构成了兴建底部的基础。 令人惊奇的是，这些原材料竟然就是我们日常使用的保温杯里的三零四不锈钢。这一选择只在降低成本和提高可持续性。接下来，底部圆顶和推力圆盘等火箭部件被嵌入不锈钢环中。然后，我们继续焊接不锈钢，逐渐形成了加压液氧舱。 这个舱内装载着兴建的推进燃料液压。接着，我们添加了公用圆点，用以隔离上方的甲烷仓，并通过燃料管道将燃料输送至引擎。然后，我们再次焊接甲烷仓，并装配上操作兴建所需的电池。 在这个过程中，我们既是焊接不锈钢圆环并采用重量加固，这个区域将成为乘客和货物的存放空间，其有效载壑大约可达二百五十吨至三百吨。新建的头部液氧仓位于最高处，以降低其在返回大气层时的风险并确保平衡。 此外，我们还为其添加了一条管道直通燃料仓，以防止兴建着陆时出现快速计划外解体。最后，我们将猛禽发动机安装到底部，其中内环装配了三个使量发动机外环也装配了三个，此外还有液压系统、动力装置和气体压力容器，以及各 电缆和管道。他们都被巧妙的安排在不锈钢外部。在新建的顶部，我们安装了两对机翼，其电机也被巧妙的安装在其中。在新建的底部同样安装了两对机翼，他们负责在飞行时调整方向。 最后，为了保护兴建在大气层载入时不受高温的侵害，我们在兴建其表面铺设了 spacex 自研的六角形陶瓷隔热罩，这使得兴建可以轻松承受高达一千四百摄氏度的极端温度。整个这个制造过程真是令人叹为观止，遥遥领先。如此一来，一艘兴建就完成了制造，你学会了吗？
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03:59查看AI文稿AI文稿你可能无法想象，当你听到马斯克说他要像建造特斯拉超级工厂一样去建造兴建超级工厂时，你是不是觉得马斯克又在做营销化大饼？但当你又听到马斯克说他要每天建造一艘兴建时，你肯定觉得他在痴人做梦了。 但是这次你没有听错，这个男人不是在口嗨，他正在不遗余力的付诸行动。每天造一艘兴建的流水线是作业的超级工厂，或许在不久的将来就能实现了。 兴建的主体是采用的三零叉不锈钢，原材料便宜且易于获得。隔热材料则是陶瓷瓦片，燃料为液态甲烷和液氧。在高大上的航天领域，这些可谓真的都是白菜价了。 唯一昂贵且是核心卡脖子的就是发动机了。不过马斯克拥有自家研发而且性能出色的猛禽航天发动机，并用五年的时间实现了猛禽发动机的三 更新迭代。技术成熟稳定，发动机燃烧效率极高，寿命长，推力大，环境污染低，而且能够在极高的压力下运行。别人的发动机是奢侈品，手工打造每一台发动机都非常珍贵，实验人员不能随心所欲地开展实验， 而马斯克的猛禽发动机是工业品，有源源不断的发动机被生产出来，马斯克和 spacex 的实验员可以随心所欲的测试做实验。马斯克说，为了研究发动机，他们烧坏了五十多台发动机， 因为马斯克的 spaces 是自己的公司，想拿多少发动机做试验都是他一句话的事情。可能晚上一个灵感，连夜就能拉一台发动机出来做实验，而国家科研机构的经费是国家的，你要申请发动机做试验，要有研究方向，要打报告，要等批准，万一实验没 效果，说不定还要背一点责任。再说，这些科研机构的预算总是有限的，可能一年就只能申请到三台发动机做试验，而马斯克的试验员一年可以拿十几二十台发动机做试验。从成本来看，第一代猛禽发动机的单价约为一百万美元， 后来三 d 打印零件的重量比例增加，设计布局也大大减化，兴建使用的是猛禽二代，整体结构进一步优化，更加紧凑高效， 管道部件也大幅减少，成本降低至第一代猛禽版本的百分之五十左右，即五十万美元。不过推力却从一百八十五吨增加到了二百三十吨。 并且马斯克表示， aces 计划每年生产至少八百台猛禽发动机，最多生产一千台，这将有助于进一步降低生产成本，同时满足 大量建造兴建的需要。此外，为了满足快速建造兴建的要求， spacex 兴建基地的扩建速度也是非常的惊人。马斯克的工人一边造兴建的同时，一边建造所需要的超级生产车间。 无论是从硬件还是到软件设施，马斯克的 spacex 团队都拥有全球最顶级的人才和设备，因此建造兴建超级工厂无非也就是时间的问题了。 太空探索的早期，航空航天一直被视为一项前沿且神秘的科学，需要配备严苛的流程管控，变态的质量管理、繁琐的风险评估，需要九百九十九次会议后，以最变态的精益求精的精神，才敢于谨慎的迈出一小步。 从开始调研、分析决策，到制定计划、拆解任务、下发稻子、系统验收、总装验收，中间可能涉及 成千上万人的饭碗，需要几千次的会议总结报告整改，万一出了一点小差错，整个流程还会加倍延长。 但是 spacex 扯下了航空航天的神秘面纱，把这玩意变成了工业流水线，按照普通工业产品的思维来进行研发、测试、迭代、应用、商业化极大压缩的每一个决策环节，使得技术进步真正达到了日新月异的局面。相信在不久的将来， 我们就会看到马斯克的兴建超级工厂就能够流水线式的一天造一枚，兴建实现大批量兴建发射通往火星的壮观场面了。
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00:51查看AI文稿AI文稿俺家不锈钢锅都能上天，天价航天材料神话碎一地。谁能想到，仅仅一块平价不锈钢，就戳穿了传统航天圈追捧天价碳纤维的百年谎言。曾经一众航天专家嗤之以鼻，嘲讽马斯克拿厨房不锈钢板材造新舰，断言这种厨具金属不配奔赴太空。 而如今，这套不锈钢方案支撑 spacex 实现单周四次、单月十一次的高密度发射。不锈钢原材料成本低廉， 搭配一级回收复用技术，直接砍去航天大半造价，心恋现金流，持续反哺不锈钢火箭生产线，大批量制造件体毫无压力。 spacex 一 托不锈钢材质低成本优势，放开试错迭代，多条产线同步赶工，全球没有任何航天对手追得上它的发射速度。这块不起眼的不锈钢，彻底击碎高端材料筑起的行业壁垒，重新定义航天的发展路径。
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02:29查看AI文稿AI文稿你可能无法相信，马斯克的兴建制造技术早在一年前已经开源，就连一个普通人都能看懂。今天我们就来揭晓，这就是马斯克的兴建，他的材料是三百零四不锈钢，你没有听错，就是你的保温杯里的三百零四不锈钢。几年前，一位老外路过马斯克兴建基地， 发现天天往里面送不锈钢，还以为是不锈钢加工厂。一般火箭常用的材料是铝合金，非常轻而且耐腐蚀， 而马斯克却换成了成本极低的不锈钢。马斯克考虑未来人类登陆各个星球，需要制造大量的星舰，甚至需要几百艘星舰不间断的飞行， 所以可重复利用和降低成本是必须要做到的。而四百零三不锈钢就是最佳选择，易于加工，成本极低，而且耐高温。我们现在就来造一艘兴建，这就是马 刺客的新建工厂。大量的不锈钢圈通过卡车运送到基地，这一卷是十二吨，高约两米，然后将两个不锈钢圈合在一起，中间采用焊接的方式将他们连接起来， 一共需要焊接四个不锈钢圈，这样新建底部就做好了，然后将底部圆顶和推力圆盘这些火箭零件装到不锈钢环里，然后继续开始焊接不锈钢， 形成加压液氧舱，火箭的推进燃料液氧就放在这里面，然后加上公用圆顶，负责将上方的甲烷舱分开，然后加上燃料管道输送到引擎上，然后再往上焊接甲烷舱，最后加上圆顶， 再加上操作新建所需要的电池，再继续焊接不锈钢圆环，使用纵梁加固，这个空间就是乘客和货物存放的位置，有效载客大约是二百五十吨到 三百吨。头部液氧舱在新建的最高处重心上移，这样在返回大气层时可以让新建保持平衡，同时包含火箭登陆星球时所需要的推进键，然后加一条管道直通燃料舱。 最后将猛禽发动机安装到底部，内环安装三个，外环安装三个，还有液压动力装置和气体压力容器电缆和各种管道走线全都在不锈钢外侧。顶部安装两个机翼，电机就装在里面，然后下面再安装两个机翼，负责修建在飞行时的方向偏移。 最后将 spacex 自研的六角形陶瓷隔热罩铺在不锈钢外侧，再进入大气层时可以承受一千四百摄氏度的高温。这样一艘新建就制造完成了，你学会了吗？
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