我国首次成功实装舰载电磁炮的消息震撼了全世界,而马伟明教授又宣布,中国有望于2020年发射人类史上首枚电磁发射火箭。这意味着中国在电磁研究领域已经有了极大优势,这种优势绝不仅仅体现电磁炮这一种新世代武器上,更体现在各大战略投送载具的全面电磁化。而电磁发射的运载火箭正是这一优势急剧扩大的表现。
(曝光的中国电磁炮)
相信大家都见过运载火箭发射时,基座腾起的大片火焰和水雾吧。一枚运载火箭在发射一瞬间所需的推力和消耗的燃料量都是最大的。而为了抵消第一级火箭在点火后释放的大量尾焰热量,发射基座下不得不建一个巨大的水池,点火后通过水的汽化吸收热量,保护发射台。
(土星5号火箭,可见各级之间的体积差距)
为了达到最大推力,运载火箭的第一级往往也是结构最复杂,燃料加注最多的。这也就是为什么大家看到的多级火箭,常常呈现出“上小下大”的结构——第一级相比较之第二级和第三级要长得多 ,也粗得多。因此,第一级火箭在运载火箭的制造成本中一般也占了大头。而且,也正是因为第一级的燃料量大,燃烧时间长,第一级工作阶段也成了当代火箭致命事故中最多的。
(很多时候火箭第一级还会捆绑助推火箭)
为了解决或缓解火箭发射第一级的成本和安全问题,当今世界各国都进行了一定的技术探索。其中,最著名也是最成功的尝试,莫过于马斯克的“猎鹰-9”火箭了。他的SpaceX公司经过多年探索,终于在近几年掌握了较为稳定而成熟的第一级火箭回收技术。这的确在很大程度上节约了发生成本。但是这项技术本身就是以牺牲运载能力为代价的,而且,它也没有从根本上消除火箭第一级的安全问题。
(电磁火箭发射技术有望在几年内实现)
而马伟明教授研究出的电磁火箭发射技术则在根本上解决了这一问题。通过电磁驱动,火箭将在电磁力的推动下自动飞向空中,再在空中直接点火上升。这一流程好处极多,首先,在地面时,火箭不点火,无需考虑火焰烧蚀问题,也不需要担心火箭在点火时爆炸;其次,这一过程实际上相当于代替了过去火箭第一级的大部分作用,这样一来,火箭就不必将上下结构差异设计得那么夸张。最后,这一设计也极大节省了火箭启动的燃料成本,也极大缩短了火箭的发射前准备时间。在未来完全可以做到批量发送大型卫星,助力中国航天越走越好!