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      夜粥 | 俄歐誰更能打,四旋翼直升機,太空AI中心

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      歡迎光臨堂主的夜粥檔!無所不知、知無不言!這里不止有雞粥,還請各位新老朋友賞面、點餐!

      今天的粥又晚了,大家趁熱吃吧,不閑聊了。另外,本堂開通了贊賞,多謝各位客官的大力捧場!

      歐洲現(xiàn)在只是馬放南山而已?

      問:

      俄羅斯基本沒有現(xiàn)代化工業(yè),所有領域都基本沒有,軍工大量依靠歐洲機床,一輛汽車都造不好,一臺手機都造不出來,基本沒有半導體工業(yè),不用國外電路板電子元件一枚導彈都造不出來,日韓歐洲是馬放南山而已,俄正常排名要放在他們之后

      答:

      本堂之前說了,俄羅斯的長期歷史生態(tài)位就是一個次等國家,它需要心甘情愿與核心國家結盟,才能發(fā)揮最大能力。

      軍工大量依靠外國機床,一輛汽車都造不好,一臺手機都造不出來……這些大方向沒錯,但要知道,造好汽車、造好手機,對于任何一個國家來說,都是極高的要求了。

      中國造好手機,至少也是10年前才達到的吧,大家不要忘了20年前第一波造手機的,聯(lián)想、TCL搞的那些村長太太手機質量有多差。另外智能機時代,小米、華為能崛起,關鍵條件之一也是美國蘋果手機進來培育的產業(yè)鏈。

      造好汽車則更有故事性,除了國家對新能源汽車產業(yè)、鋰電池產業(yè)的堅定扶持,以及多年中外合資形成的汽車產業(yè)鏈。還有一個大亮點是,以理想、蔚來、小鵬為代表的互聯(lián)網(wǎng)資本進入后,從一開始就極其自信地向豪華車市場發(fā)起沖擊,后面華為、小米也都是從豪華車、高端車方向切入。這兩年新能源車市場就像長江后浪推前浪,只是后浪速度更快、更猛,強如比亞迪,一著不慎都會銷量承壓。

      這說明什么,中國造好車,那是汽車產業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)產業(yè)、IT產業(yè)三個大產業(yè)合力登頂?shù)慕Y果。

      所以,不要小瞧身邊能摸到的手機、汽車,現(xiàn)在歐洲、日本有好的手機嗎?除了特斯拉,以及本土風格濃厚的車型,現(xiàn)在美國還有很多市場認可的好汽車嗎?

      接下來,我們看歐洲馬放南山,想把馬找回來有多難。

      俄烏戰(zhàn)爭的一大特點是低端固定翼無人機、FPV成為戰(zhàn)爭主戰(zhàn)裝備,最近2年它們制造了戰(zhàn)場上3/4的傷亡。

      但大家看新聞,烏克蘭使用的無人機多,還是俄羅斯使用的無人機多?

      顯然是大毛多嘛,這個寒冷的冬天,天竺葵無人機持續(xù)對烏克蘭電網(wǎng)、供暖、能源、供水等基礎設施打擊,造成了基輔60萬居民疏散,非常殘酷。


      圖:烏克蘭上空的天竺葵2無人機

      無人機是烏軍先成功應用的,歐洲的政客、軍事專家不可能沒看到其巨大價值。但這方面,歐洲工業(yè)給烏克蘭支持了嗎?

      按英國《金融時報》的報道,實際上兩毛都是從中國這里買零件,他們的軍隊發(fā)現(xiàn),自己依賴同樣的中國供應商,這些供應商的處理器、攝像頭和電機決定了無人機能飛多遠以及能多清晰地“看見”。而且這些組件的成本只是他們西方同等產品的三分之一;成本還是其次,關鍵還是歐洲的企業(yè)沒辦法提供足夠的數(shù)量

      烏克蘭最大的無人機生產商TAF Industries的創(chuàng)始人講述的極具戲劇性:

      —— 在多次訪問中國南方工廠期間,亞歷山大·亞科文科發(fā)現(xiàn)他的東道主越來越精確地計劃他的到達和離開時間,精確到分鐘和秒。他們有時要求他在附近稍等片刻,或者引導他通過側門、服務走廊,或者進入空無一人的會議室等待。

      —— 亞歷山大花了些時間才意識到為何他到相機開發(fā)商或電池制造商總部時需要如此神秘的日程協(xié)調和極端守時的儀式。這是因為俄羅斯人剛剛去過那里,或者他們正要去那里,或者兩者都是。

      —— 在遠離戰(zhàn)線的數(shù)千英里之外,俄羅斯和烏克蘭的供應鏈在廣東深圳的破舊工業(yè)園區(qū)和匿名高層辦公樓中交匯。在這里,生產維持無人機戰(zhàn)爭運轉的微小組件的公司試圖編排著一場不安的芭蕾舞,確保雙方永遠不會在同一個車間相遇


      圖:烏克蘭人在郵局利用進口組件手搓FPV無人機。

      技術進步往往同時到達雙方,烏克蘭軍方另一大供應商 Vyriy Drone 的奧列克西?巴邊科則這樣說:

      —— 我們可能會在俄羅斯無人機上看到一種新的視頻信號發(fā)射器,我們立刻就會知道是中國哪家公司生產的。所以我們就會給他們寫信。當然,他們會說“不,不是我們的”。但我們再次詢問,他們就會說“好吧,我們也可以把它賣給你”。

      —— 他說,這個過程也可以反過來。我們讓他們?yōu)槲覀兩a特定的產品,一周后他們把樣品發(fā)給俄羅斯,然后就開始為他們生產同樣的東西。

      《金融時報》為這則報道起了這樣的標題《可能決定烏克蘭無人機戰(zhàn)爭的中國供應商》,所以歐洲的馬在哪里呢?找回來了沒有?什么時候才能找回來?


      圖:烏克蘭自行研制的sting毒刺高速FPV,它現(xiàn)在是攔截俄羅斯天竺葵無人機的主力。它的最高時速超過250公里/小時,最大航程25公里、最大飛行高度超過5000米,這些數(shù)據(jù)背后是高性能零部件。


      圖:可能決定烏克蘭無人機戰(zhàn)爭的中國供應商。

      看完烏克蘭無人機廠商老板講述,我們再看俄羅斯生產天竺葵無人機的情況。

      俄羅斯從2022年9月開始使用從伊朗進口的天竺葵2無人機,2023年開始在韃靼斯坦共和國的阿拉布加工廠進行本土化生產,2024年初本土生產的天竺葵2達到初始作戰(zhàn)能力(IOC),開始大規(guī)模使用。

      2024年上半年,俄軍每月發(fā)射的天竺葵無人機從300架提升至1200架;下半年則從7月的1500架提升至12月的2400架,12月發(fā)射數(shù)量達到每天80架。

      到2025年,天竺葵已經(jīng)成為俄軍空中打擊的主力,每天發(fā)射數(shù)量從80架提升至平均每天200架左右,即月平均約6000架。戰(zhàn)術也出現(xiàn)變化,下半年起除了保證平均每天180架的基礎發(fā)射數(shù)量,還搞起持續(xù) 5 至 8 天的集中式大規(guī)模空襲。

      其中規(guī)模較大的空襲行動包括:2025年12月6日,發(fā)射 653 架;2025年10月30日,發(fā)射 653 架;2025年7月9日,發(fā)射728架;規(guī)模最大的一次空襲發(fā)生于2025年9月7日,共發(fā)射了810 架。

      2025年全年,俄軍幾乎無一日不發(fā)動夜間大規(guī)模無人機空襲。更為關鍵的數(shù)據(jù)是, 天竺葵系列無人機(含攻擊型與誘餌型)的總體平均打擊成功率,從1月至2月的2%-3%大幅提升至3月的9%;2025年4月起,該數(shù)據(jù)進一步攀升,總體打擊成功率區(qū)間為11.5%-18.7%,攻擊型無人機打擊成功率區(qū)間則達到19.5%-32.3%。2025 年 12 月,這兩項數(shù)據(jù)分別為17.27%和28.21%。

      這數(shù)據(jù)表明,俄軍天竺葵無人機基本壓垮烏克蘭的地面防空體系。


      圖:俄羅斯紅星電視臺公布的韃靼斯坦共和國的阿拉布加工廠車間,歐洲、烏克蘭有這樣的無人機工廠嗎?



      圖:西方智庫關于天竺葵系列無人機的2025年度使用統(tǒng)計。

      最近烏克蘭為什么向馬斯克施壓,要想辦法禁止俄羅斯無人機使用星鏈。就是因為天竺葵系列憑借著數(shù)量已經(jīng)把他們的防空體系壓垮,如果這些無人機把攻擊精度再提升起來,那這場戰(zhàn)爭就基本沒辦法打了。

      當然馬斯克的反應也很快,在烏克蘭境內將星鏈終端的速度限制為不高于75公里/小時,這低于大多數(shù)固定翼無人機的最小飛行速度。當然,本堂估計,大毛很快會古老的雙翼布局無人機來應對吧,他們擅長能用就行的事情。

      如前所述,俄羅斯這些無人機其實攝像頭、圖傳芯片、控制芯片、電池等許多關鍵零部件是從東大采購的。但俄羅斯比烏克蘭-歐洲一方更厲害之處,就是他們有更強的執(zhí)行力,能快速買來東西,并組織起大規(guī)模工業(yè)化組裝生產。

      例如,自俄烏戰(zhàn)爭爆發(fā)以來,俄羅斯沃特金斯克機器制造廠(一個軍民用產品制造集團)就從東大購買了100億美元的產品,包括30億美元的數(shù)控機床,50億美元的電子元件,20億美元的精密測量工具,立式車床、各類芯片、內存板、壓電晶體、光學設備、示波器、萬用表等等。



      圖:正在快速擴建的俄羅斯阿拉布加無人機工廠




      圖:上圖為加裝了俄羅斯星鏈終端的BM-35無人機;下圖BM-35無人機拍攝到的烏克蘭空軍F-16、蘇27戰(zhàn)斗機(也可能是誘餌)。

      像天竺葵這種低技術水平無人機,相信歐洲不是生產不出來,但誰來組織呢?把單子給到哪個企業(yè)呢?

      俄烏戰(zhàn)爭就快進入到第5個年頭,歐洲有統(tǒng)一的軍援烏克蘭的研究、決策機構嗎?權力分散在北約、歐盟軍事委員會、歐洲對外行動署、政治與安全委員會、歐洲議會等層層疊疊的機構里。

      如果能進入到執(zhí)行環(huán)節(jié)將會面臨更糟糕的環(huán)境,法國、德國、意大利等國肯定會跳出來,為本國企業(yè)爭取項目,到時又會是各種冗長的扯皮。英國為啥拉印度、日本一起搞五代機,不就是看透了自己歐洲伙伴的德性了嘛。

      美國人則更絕,這場自己挑起來的戰(zhàn)爭,現(xiàn)在拋棄歐洲,直接找俄羅斯媾和。

      為什么?除了川普團體在道德上沒底線外,不也是看透了散裝歐洲的虛弱,不想再把資源投入到一場沒有勝利希望的戰(zhàn)爭?歐洲自己想支持烏克蘭戰(zhàn)爭可以,拿錢來買武器吧,一手交錢一手交貨,免費午餐不再有。

      而散裝歐洲也很絕,現(xiàn)在安全外交是一個愛沙尼亞人說了算,讓美國想退出戰(zhàn)爭也退不利索,國際形象大幅滑坡。

      許多歐洲政客為什么寧肯不用俄氣、寧肯承受經(jīng)濟衰退的結果,也要支持烏克蘭跟俄羅斯打到底?

      說白了,不也是認識到散裝的自己虛弱無力?現(xiàn)在有烏克蘭人頂在前面,如果用錢可以幫助二毛跟大毛打成平局,至少可以遏制所謂的“俄羅斯野心”一段時間。這本質是安全困境下的一種選擇。

      綜上,歐洲馬放南山可不是一個小問題,政治上的松散,他們重新武裝需要經(jīng)歷漫長、復雜的調整過程。


      圖:左翼歐洲安全困境的代表人物——歐盟外交與安全政策高級代表卡婭·卡拉斯。卡拉斯是愛沙尼亞人,對俄羅斯有著骨子里的恐懼,川普團隊非常厭惡歐盟外交愛沙尼亞化,國務卿盧比奧到歐洲調停俄烏時,都不愿意會見她。

      至于日本、韓國的戰(zhàn)爭潛力與俄羅斯相比。韓國現(xiàn)在就是高度武裝的,他們的問題是資源、人口都比較小,國土面積小也缺少戰(zhàn)略縱深。日本,是值得重點研究的,他們工業(yè)體系相當也比較完整,問題是人口高度老齡化、理工科學生數(shù)量比俄羅斯少許多。日韓就留在以后再討論吧。

      最后提一提的是,面對現(xiàn)在的局面,堂主認為東大應該積極介入俄烏調停,甚至撮合俄羅斯與歐洲修復關系,幫助俄歐從安全困境中走出來。

      因為只有歐洲恢復和平,歐洲才不會加速右翼化,以致于未來再次與右翼化的美國、甚至日本重新強化同盟關系。

      通俗點說,相對一個右翼化、恢復軍工生產的歐洲,一個繼續(xù)沉醉于和平溫柔鄉(xiāng)的歐洲會更符合東大的長期利益。


      圖:法國陣風戰(zhàn)斗機生產線,在訂單已經(jīng)積壓200多架的情況下,陣風戰(zhàn)機2025年的交付量僅26架,還不如俄羅斯蘇霍伊的41架。要知道俄羅斯現(xiàn)在正在打無人機戰(zhàn)爭啊,有人戰(zhàn)斗機不是優(yōu)先項。歐洲要把馬從南山找回來,還要一段日子。

      未來直升機能不能做成四旋翼的?

      問:

      堂主,以后直升機有沒有可能直接簡化成四旋翼無人機的操作方式?這樣子非常好上手

      答:

      傳統(tǒng)單旋翼直升機的氣動效率遠高于四旋翼無人機,懸停效率高 50% 以上,前飛升阻比高 2 倍,且起飛重量越大、飛行速度越高、差距越顯著。四旋翼設計的本質是犧牲效率換取了結構簡單、操控靈活的優(yōu)勢。

      造成這種區(qū)別的原因有幾點:

      1、旋翼的展弦比

      傳統(tǒng)直升機的主旋翼槳葉展長可達數(shù)米,展弦比 18-25;而四旋翼無人機的槳葉展弦比一般為 6-10;傳統(tǒng)直升機主旋翼槳葉的誘導阻力系數(shù)僅為四旋翼的 1/3 左右。


      圖:別忘了,傳統(tǒng)直升機旋翼使用的是大展弦比葉片,有氣動效率高的優(yōu)勢。

      2、下洗流的內部強干擾

      四旋翼無人機的4 個旋翼的下洗流會在機身下方相互撞擊、疊加,形成湍流和回流,約 20%-35% 的氣動能量被湍流消耗,無法轉化為有效升力。

      傳統(tǒng)直升機的尾槳在主旋翼下洗流外側,流場干擾小。


      圖:四旋翼無人機的4個旋翼存在較強的流場干擾。

      3、扭矩抵消功率

      傳統(tǒng)直升機尾槳僅消耗 5%-10% 的功率,發(fā)動機 90% 以上的功率都用于主旋翼上產生升力。

      而四旋翼無人機為了穩(wěn)定機身指向,也需要抵消外界干擾的額外扭矩,它通過讓對角旋翼產生轉速差來抵消這個扭矩。這一過程中,部分旋翼的功率未用于升力,而是用于調整扭矩,導致 15%-20% 的功率損耗。

      4、前飛的升阻比

      傳統(tǒng)直升機前飛時,單旋翼的前行槳葉(與飛行方向同向)來流速度疊加,升力提升,后行槳葉升力降低,旋翼通過揮舞運動自動平衡,整體流場更均勻,升阻比大幅提升(巡航時 L/D 可達到5-6)。

      而四旋翼無人機前飛時,它靠的不是旋翼傾斜,而是機身向前低頭傾斜。一般消費、工業(yè)用四旋翼無人機的機身是長方形,軸向與旋翼平面平行,傾斜時變成一個頂風的鏟子,它的升阻比僅有3左右。

      當然,現(xiàn)在很多競速、空中攔截用的高速四旋翼無人機,它將機身軸向改為與旋翼平面垂直,升阻比有大幅改善,最大速度可以做到比傳統(tǒng)直升機更高。


      圖:傳統(tǒng)直升機巡航前飛時,主要是旋翼前傾,機身只是略微低頭,飛行阻力相對小。


      圖:一般消費無人機前飛時,長方形機身前傾會有較大阻力。

      綜上,多旋翼的優(yōu)勢是結構簡單,以及電動化帶來的敏捷響應,在最大起飛重量僅有幾十公斤、百多公斤時,整體效率不比機械復雜的傳統(tǒng)直升機差。但如果起飛重量上到數(shù)百公斤級,傳統(tǒng)直升機的氣動效率優(yōu)勢就呈現(xiàn)出來了。

      實際上,傳統(tǒng)直升機操縱與四旋翼無人機操縱的基本設計是一致的。

      直升機通過總距桿(通常與油門聯(lián)動)上提、下壓,控制垂直上升、下降;通過駕駛桿前后左右推桿,控制前飛、后飛、左飛、右飛;通過左右腳蹬,控制機頭指向左旋、右旋。

      四旋翼無人機則是通過遙控器左桿上下推桿,控制垂直上升、下降;通過右桿上下左右推桿,控制前飛、后飛、左飛、右飛;通過左桿左右推桿,控制機頭指向左旋、右旋。

      直升機難操縱,難在過去大部分機型都是機械操縱,雖有液壓助力,但本質還是靠飛行員的感官與手腳協(xié)調,以往直升機飛行員被戲稱為“在三個網(wǎng)球上跳舞”。

      例如,你想控制直升機前飛時,向前推桿的同時,還得上提總距桿,避免升力向前分力后,垂直方向的力不足(老式機型沒有自動油門,還得調油門);同時由于旋翼總升力提升了,扭矩加大,還得踩腳蹬,讓尾槳加大槳距來抵消。



      圖:無自動化飛控輔助的直升機操縱確實非常復雜,直升機飛行員被戲稱為“在三個網(wǎng)球上跳舞”。

      而四旋翼無人機,它有IMU慣性測量單元、以及完全自動化飛控。你想控制它前飛,前推右桿就行,它自己會控制前后旋翼的升力差,產生向前的力,同時兼顧著垂直升力保持,飛機不會因為急加速前飛掉高度。

      所以,新一代直升機的前沿技術之一是發(fā)展四軸自動駕駛儀,四軸相比過去的三軸,即增加了對總距地自動化控制,完全解放飛行員的左手,甚至能實現(xiàn)自動地形追隨飛行、自動懸停、自動起飛等功能。


      圖:像空客H-160等新一代直升機,四軸自動駕駛儀已經(jīng)是基本配置,飛行員駕駛已經(jīng)非常輕松。

      星艦建設太空AI推理中心有多瘋狂?

      問:

      堂主,馬斯克在達沃斯放話說今年完成星艦全復用,把火箭發(fā)射成本再降100倍,從而正式開始他的太空光伏和太空算力計劃,您覺得他的想法完成可能性大嗎?他推的這條路線前景如何?

      美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)的一份新文件顯示,SpaceX正在申請發(fā)射并運營一個由至多100 萬顆衛(wèi)星組成的星座,這些衛(wèi)星具備前所未有的計算能力(軌道數(shù)據(jù)中心),以支持先進的人工智能。

      該公司在文件中表示:“為了提供支持全球數(shù)十億用戶的大規(guī)模AI推理及數(shù)據(jù)中心應用所需的計算能力,SpaceX擬部署最多100萬顆衛(wèi)星系統(tǒng),這些衛(wèi)星將在寬度高達50公里的狹窄軌道殼層內運行(為其他類似雄心系統(tǒng)留出足夠空間以避免沖突)。”這些衛(wèi)星擬部署在高度500公里至2000公里的軌道上,采用太陽同步軌道傾角約30度,利用太陽能供電,并通過光學鏈路(激光)與現(xiàn)有星鏈網(wǎng)絡連接,將計算結果路由至地面用戶。

      SpaceX表示:“發(fā)射100萬顆衛(wèi)星,并讓它們作為軌道數(shù)據(jù)中心運行,這是邁向成為卡達爾舍夫2型文明的第一步——這種文明能夠充分利用太陽的能量——同時為當今數(shù)十億人提供由人工智能驅動的應用服務,并確保人類在星辰之間擁有多行星的未來。”

      答:


      圖:星艦是一個高120米,起飛重量約5000噸,起飛推力7500多噸的龐然大物;等于把一艘054b護衛(wèi)艦發(fā)射上太空。

      他的這個想法非常瘋狂,但人類文明進步不就是瘋子來推動的嘛?

      星艦的設計思想是不追求片面的高性能,而是通過極簡的系統(tǒng)設計追求高可靠的重復使用。

      星艦起飛重量約5000噸,近地軌道運載能力是250噸(一次性使用時);而上世紀60年代的土星5號運載火箭,起飛重量約2800噸,近地軌道運載能力是140噸(發(fā)射太空實驗室)。一個甲子過去了,運載火箭的各項技術均有很大進步,但星艦的近地軌道運載系數(shù),跟土星5號是一樣的,都是約0.05。

      單級火箭

      星艦的簡化設計體現(xiàn)在,它有助推器、飛船兩級,但飛船上的二級火箭發(fā)動機與載荷艙是不分離的,整體重返地球,所以按傳統(tǒng)運載火箭的標準,它可以算是單級火箭。

      不銹鋼箭體

      箭體使用普通的301不銹鋼,不銹鋼除了重量大的缺點外,它有著熱力學兩端的優(yōu)勢。即在地面準備起飛階段,裝載零下180°的液氧、甲烷,不會像其它材料那樣容易脆裂;熔點高達1400°,在重返大氣層時,可以承受更高的熱量,它的飛船甚至僅在頭尾、以及一側敷設防熱瓦。

      箭體使用不銹鋼還有廉價的優(yōu)勢,不僅材料便宜,加工也便宜。雇傭原來焊接谷倉、水塔的工人露天焊接施工即可,不用什么無塵車間、什么高級焊接技工,制造可以粗獷至極。


      圖:SpaceX應該是用了幾年時間去確定飛船使用不銹鋼的方案。

      一種發(fā)動機

      關鍵的猛禽系列液氧甲烷發(fā)動機,從V1到V3,也是徹底的簡化設計,它是全流量分級燃燒循環(huán)的液體火箭發(fā)動機,究竟怎么做到簡化設計的,這真的不知道了,有空得問下小火箭。

      星艦的超重型助推器 (Super Heavy Booster)采用33臺海平面版猛禽發(fā)動機,分為內、中、外三環(huán);最外環(huán)的 20 臺為固定安裝,內環(huán)和中環(huán)的發(fā)動機則可以擺動,控制火箭飛行。

      星艦飛船本體 (Starship Spacecraft)則采用6臺發(fā)動機混合布局,其中3臺為海平面版、3臺為真空版。真空版作為火箭的二級發(fā)動機,海平面版則用于飛船垂直減速、回收。

      這里也可見粗獷的設計思想,助推器的發(fā)動機布置幾乎跟前蘇聯(lián)失敗的N-1登月火箭是一致的,馬斯克他們的想法應該是只要發(fā)動機足夠可靠,就不會重蹈N-1的覆轍。

      飛船同時裝2個版本的發(fā)動機,以適應太空、海平面2種氣壓,根本不怕什么死重啥的。


      圖:從從V1到V3,猛禽系列液氧甲烷發(fā)動機經(jīng)歷了徹底的簡化設計。


      圖:重型助推器采用了33臺發(fā)動機


      圖:猛禽系列液氧甲烷發(fā)動機的推力

      夾筷子回收,發(fā)射塔即是回收塔

      這是極其粗暴的想法。

      獵鷹 9 號是靠“支腿”降落在陸地或海上平臺上,但星艦助推器、飛船則采用發(fā)射塔捕獲(Mechazilla)的方式。其發(fā)射塔上有一對巨大的機械臂(被稱為“筷子”),助推器、飛船在垂直降落接近發(fā)射塔時,精確定位并減速,最終垂直懸停在發(fā)射塔旁,機械臂迅速閉合,將其“抱”在半空中。

      這種夾筷子式回收,可以省去笨重的著陸支腿重量;更令人匪夷所思的是,馬斯克他們讓助推器直接回到發(fā)射架上,竟然是希望未來能在極短時間內完成檢查并再次加注起飛。

      現(xiàn)在超重型助推器已經(jīng)夾筷子回收成功了,下一階段SpaceX將試驗飛船夾筷子。


      圖:助推器內環(huán)和中環(huán)的發(fā)動機則可以擺動,控制火箭飛行。


      圖:星艦助推器夾筷子回收。

      真正的難點,飛船重復使用的可行性

      星艦最難的地方應該是飛船重復使用,過去追求重復使用的已入軌航天器,航天飛機失敗了,無人航天飛機算成功,載人飛船目前復用成功的也是SpaceX的龍飛船。

      但龍飛船畢竟還是反應釜式的堅固結構,星艦的飛船則更像是讓一棟50米高的不銹鋼大樓以25倍音速撞向大氣層,這考驗是前所未有的。

      星艦飛船身上貼了約 18000 塊六角形陶瓷隔熱瓦,如何確保近2萬塊瓦片不再在劇烈振動中脫落在個位數(shù)內,就是一個不小的難題。

      星艦飛船返回的飛控也是難點。

      它一開始姿態(tài)是像滑雪那樣的60度后仰角,以船腹來承受25倍音速再入帶來的巨大熱量,高超音速飛行15分鐘,最大程度地利用空氣制動。在這個過程中,鼻錐上的2個鴨翼和尾部的2個氣動舵在承受熱載荷的同時,需要精準抖動,以維持飛船氣動平衡,確保腹部為迎風面,避免船體結構熱失效。

      進入到超音速飛行,這時候飛船已經(jīng)進入較稠密的大氣層,需要承受最大2個G的動壓。

      亞音速飛行是2分鐘,這個階段的難點是需要啟動3臺發(fā)動機,通過推力矢量,將飛船姿態(tài)從水平調整至垂直向上。然后再通過發(fā)動機的持續(xù)擺動,將這棟50米高的不銹鋼大樓橫移至發(fā)射架附近,然后再精確橫移、下降高度,懸停,夾筷子回收。

      目前星艦飛船的海上濺落回收成功了,說明整個設計在回收時問題不大;問題是,回收后是否可以重復使用,以及快速再使用。


      圖:星艦飛船再入到回收的軌跡示意圖。


      圖:星艦飛船腹部貼滿了隔熱瓦


      圖:六角形的隔熱瓦很輕,密度不大,單手可以輕松舉起。


      圖:星艦飛船已經(jīng)成功試驗海上濺落回收,block3要進行夾筷子回收。


      圖:漂浮在海上的星艦飛船。可見其底部3臺海平面版猛禽(噴口小的)、3臺真空版猛禽,有臺真空版猛禽的噴口看起來是降落時被海水拍壞了。

      前景

      目前重復使用次數(shù)最多的獵鷹9火箭助推器是編號B1067,重復使用次數(shù)達到31次。

      如果星艦的助推器、飛船未來均可以達到30次這個水平的話,按星艦block3一次可以發(fā)射100顆2噸級AI推理衛(wèi)星來計算,即一發(fā)星艦整個壽命周期可以發(fā)射大約3000枚衛(wèi)星。

      那么發(fā)射100萬顆AI推理衛(wèi)星,大約需要制造334艘星艦,發(fā)射1萬次。

      馬斯克的目標是將星艦的每次發(fā)射費用壓低至1000萬美元,1萬次就是1000億美元,這好像不是什么無法接受的天價。

      當然還有衛(wèi)星的費用,以及用于AI推理GPU費用。而在太空部署AI服務器集群的好處僅為省卻電費、以及電力投資的成本。

      經(jīng)濟賬得有專業(yè)智庫、新聞機構去算,我們就看看馬斯克是怎么瘋狂的吧。(作者:原講武堂公眾號堂主,今夜粥檔攤主)


      圖:星艦發(fā)射


      圖:星艦飛船重返大氣層,圖中可見高溫電離空氣產生的艷麗等離子體。

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