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最近,在全球航天界备受瞩目的《经济学人太空经济峰会》(The Economist Space Economy Summit)上,SpaceX发射副总裁基科·唐切夫(Kiko Dontchev)透露了重要进展:星舰第12次综合飞行测试(IFT-12)最早将于2026年1月进行。全新一代助推器B18有望在「数天至数周内」运抵发射台,执行关键的低温推进剂验证测试。这意味着首枚V3版本(Block 3)超重型助推器的首次亮相。V3版本不仅是SpaceX对「可复用重型运载系统」的工程再定义,更代表着星舰体系从试验阶段向工业化复用的重大转型——通过更轻、更强、更可控的设计,将星舰送入轨道并实现高频发射。
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● B18:V3时代的第一根脊梁
B18(Booster 18)是SpaceX超重型助推器的第18号原型,也是首台采用V3(Block 3)架构的全新火箭。它在德州博卡奇卡星舰基地巨湾1号(Mega Bay 1)车间制造,采用全新结构设计和全流程数字化装配,成为V3架构的先锋。
自2025年5月起,B18组装工作在巨湾1号逐步展开。5月中旬至6月初,液氧罐分段(A2:4至A6:4)陆续入场。7月7日,全新设计的燃料头罐(header tank)集成至液氧罐,马斯克亲自证实其为燃料头罐,而非传输管。10天后,液氧罐内新增一个较小的子罐,疑为冷气储罐或惰性气体平衡罐。9月19日,尾段两环完成堆叠,液氧罐结构封顶。10月14日至22日,甲烷罐的各环段(FX:3、F2:4)与最终上段完成整合,标志着B18助推器全结构封装完毕。11月5日,B18的整体堆叠在170天内完成。其生产过程部分通过社区和媒体(如 NASASpaceflight全天候直播)公开追踪,堪称航天史上较为透明的超级火箭制造案例。
B18是新一代助推器的首件作品,也是第三代星舰系统首次试飞的关键第一级,负责验证热级间段、捕捉接口、燃料头罐以及猛禽3号发动机布局等核心技术。
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●V3超重型助推器:更强、更简、更复用
与第一代(Block 1)和第二代(Block 2)原型相比,V3超重型助推器是一次系统级再设计,标志着星舰体系迈向工业化复用的新阶段。其设计理念简洁而大胆:以更轻的结构实现更高性能。相比V2,V3 通过延长燃料箱、强化热级分离系统、升级为猛禽3号发动机,并优化多项关键技术,目标是将星舰的发射频率提升至类似猎鹰火箭(2024年发射134次、2025年至今142次)的水平。
V3超重型助推器主要升级包括——
拉伸燃料箱与亚冷推进剂:双罐共用隔板设计进一步优化,液氧和液态甲烷可在极低温下共存。亚冷推进剂密度提升约5%,在相同体积下携带更多能量,增加约10%-15%的推进剂容量。
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集成式热级间段:V3热级间段直接焊入上部甲烷罐,取代以往可抛弃环段设计。分离时关闭30台发动机,保留3台中心发动机持续推力,提升分离平顺度和复用率,预计使近地轨道(LEO)运载能力提升10%-20%。V3预计100+吨级。
三栅格翼与金属热盾:栅格翼从4片减为3片,减轻重量并优化空气动力学性能。每个翼面更大,内部集成捕捉销和控制系统,可直接对接超级酷斯拉机械塔(Mechazilla)的塔臂,实现空中抓取。箭体底部穹顶覆盖金属热盾瓷砖,以承受返航阶段的等离子加热。
推进剂管理系统优化:V3引入更高效的推进剂管理系统,包括改进的压力控制和分配系统,确保液氧和液态甲烷在极端低温下的稳定流动。这对支持全引擎同时点火和多次复用至关重要。
控制系统升级:整合更高精度的传感器阵列与姿态调整算法,提高返航与塔捕阶段的精度与可靠性。
增强与机械臂的兼容性:新设计的捕捉接口与升级版捕获机械臂实现机械、电气双重匹配,确保捕捉成功率显著提升。
V3超重型采用模块化制造,燃料罐环段统一规格,部分结构由自动化焊接机器人完成,显著提升生产效率。B18的诞生标志着SpaceX从试验性火箭制造迈向高效、可扩展的工业化生产阶段。
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●动力核心:猛禽3号全面接管
猛禽3号(Raptor 3)发动机是V3的核心动力系统。B18搭载33台猛禽3号发动机,单台推力约280吨(海平面),比猛禽1号(185吨)提高约51%,比猛禽2号(230吨)提升约22%。总推力约9240吨——是土星五号的2.6倍、接近猎鹰重型的4倍。
猛禽3号的关键改进包括——
轻量化设计:采用更短的燃烧室、更轻的喷管和高效3D打印接口;移除冗余防护层,使喷管可直接暴露在尾流中,改善猛禽2号泄漏与散热问题。
高效燃料管理:采用紧凑的封闭式燃料管道系统,确保液态甲烷与液氧在极端冷流中均匀分配,支持全引擎同时点火,降低早期版本发动机延迟启动风险。
电动挠向系统:完全取代旧液压系统,减少维护量、提升响应速度。
分区职能化布局:外环20台发动机固定工作,内环13台可挠向,用于姿态和着陆控制,提升系统可靠性。
猛禽3号干重仅1.3吨,比猛禽2号轻约200公斤,推重比显著提升,预计维护周期大幅缩短。这些改进使猛禽3号成为支持V3高频复用的关键。
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●V3飞船改进与S39进度
V3星舰飞船与助推器同步升级,重点优化推进剂容量、热防护和发动机集成,以支持更高运载能力和复用性。主要改进包括——
拉伸推进剂罐:液氧和液态甲烷罐延长(整体高度增加约1.5米),通用穹顶向下调整以增加液态甲烷容量,后穹顶相应下移以维持液氧与液态甲烷的比例,提供约100吨额外推进剂,支持亚冷推进剂燃烧以提升性能。
热防护系统:精调热盾瓷砖布局,将较小瓷砖条移至穹顶焊缝上方,改善瓷砖间隙闭合并减少热应力;添加次级烧蚀层于热盾下方,总质量约10.5吨,显著提升再入耐久性。
发动机与推进系统:后部重设计以集成猛禽3号发动机,包括3台海平面版和3台真空版,总推力预计达15.7MN,未来V4星舰将增至6台真空版;改进转移管以优化助推器翻转和燃料传输。
气动与着陆优化:调整前翼以减少俯仰倾向和加热;登月版星舰将添加多个小型着陆推进器,用于月球着陆以最小化月壤扰动,支持约100吨货物交付。
有效载荷与货舱:改进有效载荷舱以支持下一代星链卫星部署,增加轨道耐久性和燃料转移能力。
V3版本首艘飞船S39(Ship 39)目前在星舰工厂完成67%主结构组装,液氧罐和甲烷罐堆叠已于10月底结束,计划11-12月进行热防护瓦安装和发动机集成。计划于12月进行低温推进剂测试和静态点火,验证猛禽3号发动机与新推进剂系统的兼容性。届时,S39与B18将首次堆叠组成V3星舰组合体,执行IFT-12,正式开启第三代星舰飞行测试期。
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● 迈向高频复用的门槛
V3星舰系统首飞将成为星舰开发的分水岭,既是硬件革新的集大成者,也是马斯克「高频发射、低成本复用」愿景的载体。基科·唐切夫最新宣告,为2026年初星舰飞行蓝图增添了信心,但成功与否取决于多个关键环节:①低温推进剂测试:B18将进行多次装载-泄压循环,以验证新燃料头罐、子罐和亚冷推进剂系统的稳定性;②静态点火测试:33台猛禽3号发动机的全功率点火测试将验证其可靠性和同步性;④Mechazilla机械臂升级:测试三栅格翼捕捉接口与塔臂系统精准配合。尽管IFT-12很可能不会塔捕B18;⑤FAA审批:安全评估和环保审查仍是发射进度的关键变量,可能因复杂要求影响发射时间表。
V3超重型助推器和飞船的协同进化,标志着SpaceX在可复用航天领域的又一次飞跃。B18率先亮相测试不仅是技术突破的象征,更是第三代星舰迈向成熟的里程碑。
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部分信息索引:
STARSHIP:SERVICE TO EARTH ORBIT, MOON, MARS AND BEYOND(https://www.spacex.com/vehicles/starship)
Starship V3/V4 specs announced(https://www.reddit.com/r/SpaceXLounge/comments/1n1xfvd/starship_v3v4_specs_announced/)
SpaceX's Starship Version 3 Super Heavy Explained - Very Different Than Anything Before!(https://www.youtube.com/watch?v=MYlMQa-FOns)
STARSHIP:TO THE MOON AND BEYOND(https://www.spacex.com/updates)
SpaceX Version 3 Starship and Version 3 Starlink Both Arrive in 2025(https://www.nextbigfuture.com/2025/02/spacex-version-3-starship-and-version-3-starlink-both-arrive-in-2025.html)
BREAKING! SpaceX Officially Reveals Raptor V4 Details! Starship Flight 12 Launch Date Out(https://www.youtube.com/watch?v=cmkPkRc-nvE)
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