2024年13日晚8時30分許，馬斯克旗下太空探索技術(shù)公司(SpaceX)新一代重型運載火箭“星艦”發(fā)射升空，這是“星艦”第五次試飛，將首次嘗試用發(fā)射塔的機械臂(也被稱為“筷子”)在半空中捕獲助推器以實現(xiàn)回收并取得成功。
從直播畫面上看，火箭發(fā)射六分鐘后，一級超重型火箭與星艦脫離，并返回被一對巨大的金屬鉗子夾在空中，SpaceX稱之為“筷子”。之后，星艦二級繼續(xù)正常飛行，在發(fā)射1小時5分鐘左右，二級成功濺落印度洋，圓滿完成預定任務。
畫面顯示，SpaceX“星艦”實現(xiàn)了史上首次使用“筷子”(創(chuàng)新魔方注：發(fā)射塔臂)來接住超級重型助推器。
所謂的筷子夾火箭技術(shù)，就是用發(fā)射塔的捕獲臂作為“筷子”，對超重型助推器進行捕獲回收。
捕獲臂由兩個機械臂構(gòu)成，每個機械臂長36米，高18米，它們配合開展工作，從而接住超重型助推器或星艦飛船。捕獲臂通過塔底的超大型絞車系統(tǒng)驅(qū)動，可沿塔架上的軌道上下移動，同時通過液壓油缸的伸縮動作帶動機械臂實現(xiàn)打開和合攏。
另外，為保持穩(wěn)定，機械臂安裝了液壓緩沖機構(gòu)，用于在提升或回收助推器和星艦飛船時，承載分散一部分沖擊力。其前端距勤務塔固定處約34.8米，接駁臺面(與柵格翼接觸的部位)長約20米，以適應助推器回收降落位置的偏差。
為避免因抓取失誤而砸壞發(fā)射架，助推器不直接降落在發(fā)射架上方，而是降落在發(fā)射架的側(cè)面。因此發(fā)射塔回收助推器時，捕獲臂將旋轉(zhuǎn)到發(fā)射架的另一側(cè)。助推器著陸時將使用9臺發(fā)動機，在距離地面大約800米處關(guān)閉6臺發(fā)動機，剩余3臺發(fā)動機將使助推器保持垂直姿態(tài)。
在距離地面大約65米的高度，將再關(guān)閉2臺發(fā)動機。當助推器的2/3落到機械臂之下時，助推器懸停，機械臂靠攏。機械臂將通過助推器柵格翼下突出的托握點和兩側(cè)的輔助穩(wěn)定插口穩(wěn)定助推器。最后機械臂旋轉(zhuǎn)，將助推器放置到發(fā)射架上。
這種火箭回收方式只需在發(fā)射平臺進行燃料補給和小修，即可實現(xiàn)快速連續(xù)發(fā)射。
“筷子”夾火箭技術(shù)的三大技術(shù)挑戰(zhàn)
其一，塔架抓取回收需要被回收航天器具有極高的控制精度。與獵鷹9火箭相比，超重型助推器的一大優(yōu)勢是懸停能力，其配有33臺猛禽發(fā)動機，可選的動力組合更加豐富，更容易將推重比穩(wěn)定在1.這意味著超重型助推器可以在發(fā)射塔上保持懸停，并且有足夠的時間調(diào)整飛行路徑。
其二，與抓取機械臂對接的承重點需開展詳細的載荷分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計，確保其具有足夠的強度。通過公開的照片可以看出，在近期“星艦”團隊開展的空中捕獲助推器測試中，助推器測試件的外殼與機械臂接觸部位出現(xiàn)了破壞。
這表明用機械臂抓取火箭存在很大風險，機械臂要在短時間內(nèi)接近火箭并精準抓取，這對機械臂的精度要求極高。而且受到風力等因素的影響，實際操作環(huán)境可能會更加復雜。一旦箭體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷，將大大降低發(fā)射效率，違背了“筷子夾火箭”的初衷。
其三，需通過機械臂上的減載、減振裝置，實現(xiàn)穩(wěn)定回收，避免重大整修。通過公開信息可知，“星艦”發(fā)射塔上的抓取機械臂安裝了液壓緩沖機構(gòu)，用于在提升或回收助推器和星艦飛船時，承載分散一部分沖擊力，保持助推器穩(wěn)定。液壓減震系統(tǒng)能否達到預期效果，也是回收任務成敗的關(guān)鍵。
“筷子”夾火箭技術(shù)已被中國公司申請專利
我們都知道，馬斯克向來對專利申請不是特別重視，我們查到“筷子”夾火箭回收技術(shù)申請的專利技術(shù)申請人為九天歌行航天科技有限公司，申請日為2026年6月5日。該專利雖然整體上名稱為“運載火箭的磁懸浮回收裝置和回收系統(tǒng)”，但是其中也提出了用機械臂減載、減振裝置，實現(xiàn)穩(wěn)定回收，避免重大整修的技術(shù)方案。
但是該專利的機械臂夾持部分，在審查過程中很大可能被2021年公開的一個視頻(如上圖所示)作為對比文件進行創(chuàng)造性的質(zhì)疑，而不被授權(quán)，進而無法對星箭造成專利威脅。
中企檢測認證網(wǎng)提供iso體系認證機構(gòu)查詢，檢驗檢測、認證認可、資質(zhì)資格、計量校準、知識產(chǎn)權(quán)貫標一站式行業(yè)企業(yè)服務平臺。中企檢測認證網(wǎng)為檢測行業(yè)相關(guān)檢驗、檢測、認證、計量、校準機構(gòu)，儀器設(shè)備、耗材、配件、試劑、標準品供應商，法規(guī)咨詢、標準服務、實驗室軟件提供商提供包括品牌宣傳、產(chǎn)品展示、技術(shù)交流、新品推薦等全方位推廣服務。這個問題就給大家解答到這里了，如還需要了解更多專業(yè)性問題可以撥打中企檢測認證網(wǎng)在線客服13550333441。為您提供全面檢測、認證、商標、專利、知識產(chǎn)權(quán)、版權(quán)法律法規(guī)知識資訊，包括商標注冊、食品檢測、第三方檢測機構(gòu)、網(wǎng)絡信息技術(shù)檢測、環(huán)境檢測、管理體系認證、服務體系認證、產(chǎn)品認證、版權(quán)登記、專利申請、知識產(chǎn)權(quán)、檢測法、認證標準等信息，中企檢測認證網(wǎng)為檢測認證商標專利從業(yè)者提供多種檢測、認證、知識產(chǎn)權(quán)、版權(quán)、商標、專利的轉(zhuǎn)讓代理查詢法律法規(guī)，咨詢輔導等知識。
本文內(nèi)容整合網(wǎng)站：中國政府網(wǎng)、百度百科、搜狗百科、360百科、最高人民法院、知乎、市場監(jiān)督總局 、國家知識產(chǎn)權(quán)局、國家商標局
免責聲明：本文部分內(nèi)容根據(jù)網(wǎng)絡信息整理，文章版權(quán)歸原作者所有。向原作者致敬！發(fā)布旨在積善利他，如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題，請跟我們聯(lián)系刪除并致歉！
