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[科技知识]为什么spacex的星舰要用不锈钢？ |
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为什么spacex的星舰要用不锈钢？ 关注问题?写回答 [img_log] SpaceX 运载火箭 星舰 为什么spacex的星舰要用不锈钢？ |
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马斯克在美国国家科学院联席会议上接受提问时回答过这个问题，我把他简略的总结了一下。 碳纤维：研发初期就是用的碳纤维，但是遇到了以下的问题. 1.每公斤130美元，是一种非常昂贵的材料。 2.碳纤维是多孔的，星舰的燃料罐和氧气罐是气态加压的，分别用甲烷和纯氧。 如果加热的纯氧遇到碳纤维，很可能会与碳纤维里的树脂和碳发生反应燃烧，所以要在容器罐中加惰性衬里防止外泄，增加了研发难度和成本。 3.火箭直径有九米，若使用碳纤维的话，根据所在位置不同，会把碳纤维包裹成60到220层不等。所以在包裹的过程中，既要准确无误，又要解决产生气泡.隔板之类通常需要面对的问题。 4.星舰直径九米，助推器就有70米长，非常巨大。为了使碳纤维获得良好的性能，需要制造一个极其庞大的高压釜，这又是一个十分棘手的问题。 5.再入时，由于高温，而碳纤维的强度在两百度以上时就直线下滑，所以需要厚重的隔热瓦，增加了整体的重量。 铝锂合金：在碳纤维进展缓慢时，更换成了猎鹰九号的铝锂合金。 1.每公斤40美元，依然不便宜。 2.这种材料很难焊接，需要做摩擦？焊接，专业名词怎么翻译我不知道，汗。 3.这种合金的强度在超过200度时，和碳纤维一样会直线下滑，所以同样需要厚重的隔热瓦增加了重量。 301系不锈钢:后面使用的是301系的不锈钢。 因为星舰的燃料甲烷和氧化剂纯氧都需要低温液态储存，而301系的不锈钢在低温环境下，会遇到易断裂的问题，韧性不够。 304系不锈钢：问题得到了一定程度的改善。 30X不锈钢：SpaceX自研的合金，比304系还要好。下面是他的优点。 1.成本每公斤4美元，非常廉价。 2.强度问题。在低温环境下，不锈钢的强度会大幅上升，是室温的两倍。因此在低温环境下进行冷加工，最后的强度与高级碳纤维和铝锂合金差不多。 3.而在低温环境下301系韧性不够易断裂的缺点，30X得到了解决，韧性和弹性都很好。 4.不锈钢厚度足够，只需要一层，加工只需要在低温环境下轧机卷压即可。 5.在高温环境下，相比于碳纤维和铝锂合金200度来说，不锈钢在800度甚至到1000度，都有足够的强度，因此隔热瓦很轻薄，并且只需在迎风面铺隔热瓦，背风面不需要铺隔热瓦，又一定程度上减轻了重量。 6.由于各种原因减轻的重量，使得不锈钢箭体的总质量比碳纤维还要低。 总结：1.质量低。2.成本骤降。3.加工容易。4.强度，韧性差不多。 |
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马斯克是一个非常熟悉航天史的人，他的每一个决策其实都来自历史教训。 不锈钢问题的起因是美国80年代初和90年代末的两代航天飞机。在第一代航天飞机受高成本困扰的情况下，NASA要求开发整体发射整体回收的航天飞机，承包商洛克希德解决了热防护问题，开发了划时代的线性气塞喷管发动机，但最后在碳纤维燃料箱上翻车了。虽然研发了合金燃料箱作为替代，但合同写明了必须使用复合材料燃料箱，所以项目最终被取消。现在来做同类产品，技术难度肯定是低很多的，但是到现在为止都没有人开发过同时耐高温和低温的大型碳纤维机体，这东西再怎么改进也还是树脂材料，不可能真的抗几百度高温，而且碳纤维的高成本问题是无解的。 如果采用碳纤维舰体，那星舰就需要非常厚实的隔热瓦，大幅增加重量，降低性能，而且碳纤维极端怕热，隔热瓦出任何一点问题都不行，这就必然拉高维护成本。 这种情况下，在高低温下都有超高强度的不锈钢就成了替代方案。 我们都知道哥伦比亚航天飞机事故是因为隔热瓦损坏烧穿了下面的铝合金机身，但在之前亚特兰蒂斯号就已经发生过类似的事故了，脱落的隔热瓦下面正好是一个不锈钢部件，它硬挺过了外面几千度的高温气流。 按照马斯克的构想，星舰根本不需要隔热设计，再入大气层时，外部直接用燃料气膜隔离高温气流，内部蒸发残存燃料降温，万一局部失效还可以靠不锈钢硬挺。实际建造后发现这个设想行不通，因为蒸发散热本身就涉及大量管路，会大幅降低可靠性。所以星舰中期的思路变成了主要靠隔热瓦，掉几十个都在允许范围内，裸露的不锈钢能把热量快速传向周围，自己的温度控制在安全范围内。而碳纤维和铝合金完全做不到这点。 |
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不锈钢做航天器 除了重，都塔玛是优点…… 易加工，易焊接 强度高，耐腐蚀，低温惰性强，比铝合金更耐高温 还便宜 简直妖孽 …… 只要能克服重之外，全是优点 诡异的是，碳纤维、铝锂合金等等，为了克服这些材料的缺点而增的重，最终可能不比不锈钢轻。碳纤维是轻了，强度高是高，但是得涂树脂才能成型，要克服超低温变硬脆，还得搞涂层；抗高温，防止碳钎维和树脂溶解或者燃烧，还是得搞涂层……铝锂合金低温性能还好，但是到了高温，强度就骤降，得上隔热瓦和抗蚀涂层…… 美苏在挑战双3的时候，因为没有攻破钛合金的焊接和塑形问题，不约而同的选择了不锈钢，老美脑洞大开，研究了泡沫钢蜂巢钢，性能不错，但是没法焊接修补。约翰逊只好搞了硬着头皮搞钛合金；苏联接着莽不锈钢 |
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因为目前超高强度不锈钢的强度已经足以把他的干质比做的非常好看了（干质比就是火箭空重与装了燃料之后的质量之比。比如火箭空重一吨，装满燃料之后20吨，那它的干质比就是20）。 说减重不重要的明显是没动笔算过，火箭死重大干质比低本来就是大问题。 比如1000吨初始质量的火箭加速到排气速度后分离的第一级 干质比5的运力是167.88吨， 干质比10的运力是267.88吨， 干质比20的火箭是317.88吨， 干质比30的火箭是334.88吨， 干质比40的火箭是342.88吨， 干质比50的火箭是347.88吨， 作为第一级干质比20是一个很明显的分界范围。 而干质比超过20的甲烷火箭又步入了一个新玩法的领域！ 因为干质比20的甲烷火箭刚好可以零载荷单级入轨！ 干质比20的一千吨单级火箭入轨有效载荷为0吨， 干质比30的一千吨单级火箭入轨有效载荷为16吨， 干质比40的一千吨单级火箭入轨有效载荷为25吨， 干质比50的一千吨单级火箭入轨有效载荷为30吨， 干质比60的一千吨单级火箭入轨有效载荷为33.33吨， 干质比100的一千吨单级火箭入轨有效载荷为40吨。 干质比超过100后进入了全新的火箭性价比暴涨新玩法阶段！火箭从第一宇宙速度减速降低到不额外加隔热层再入大气层按3000米每秒计算 火箭需要减速4900米每秒，火箭排气速度3500米每秒，完成任务后的火箭从低轨减速到3000米每秒需要的干质比为e^（4900÷3500）≈4 干质比100的火箭干重十吨，单级入轨质量50吨，返回初始质量40吨，有效载荷10吨， 干质比200的火箭干重5吨，单级入轨质量50吨，返回初始质量20吨，有效载荷30吨， 干质比300的火箭干重3.3吨，单级入轨质量50吨，返回初始质量13.2吨，有效载荷36.8吨， 干质比500的火箭干重2吨，单级入轨质量50吨，返回初始质量8吨，有效载荷42吨， 在近地轨道任务中干质比500的火箭就可以满足回收型一切奇葩需求了（这个干质比的火箭进入大气层后是不用发动机开机的，因为这么高强度的材料加上把燃料消耗完之后的火箭密度完全可以像羽毛一样飘落到地面而不受到损伤），前提是它的成本不高到要用克拉来计算造价，不过貌似贵到以克拉计价问题也不大，一千吨干质比500的火箭才2吨也就是1千万克拉。 按照一百元一克拉的国产钻石计算也就十亿元成本，复用一千次的成本也就100万一次，加上四倍维护与燃料费用也就500万一次42吨，每公斤载荷打进LEO轨道的成本也就119块钱一公斤，换成美刀比马老板PPT的便宜十刀……卧槽，马老板牛逼(′-ω-`) |
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发现没有，脱离市场的科研高精尖技术往往昂贵脆弱可靠性差。 完成国家交付的订单是一种思路，但走向市场自负盈亏又是一种思路，导致的结果也是天差地远。 一个东西要想发展壮大，市场化是必由之路。 不锈钢不稀奇，但它便宜。 |
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现在已经是2024年了，空叉的星舰用自研不锈钢好不好我们可以不知道 倒是这边吧，有些个F9的copycat是真的觉得自已可以： 在能用不锈钢当箭体材料的同时， 还能抄出来F9火箭遥遥领先的干质比的同时， 还能回收 |
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因为马斯克用的都是自己的钱，不是纳税人的钱，也不是国家经费，没人给报销，你花公家钱办公务和花自己钱办私事能一样？ |
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没想到这个答案火了，突如其来的99+让我猝不及防。公开场合说话要严谨，特此澄清：我确实看到过这个纪录片，评论区也有人说看到过。但是年代久远，我搜了下确实搜不到了。 |
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确实播出过这一集 但是，我确认是很早前看到的纪录片，直到在评论区看到了一位网友的补充： |
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这个和我印象中的非常吻合了，所以事情应该是这样： 当时技术不够先进做不到一体压铸，所以只能用多块金属进行焊接，但是焊接点容易导致风阻不均匀，从而升空过程中局部空气摩擦过大，产生热量聚集。所以需要优秀的焊接工艺，让整个焊接后的整流罩表面足够平整。然后宣传的时候就把这个焊接工艺作为主力宣传点。至于有些网友提到的复合材料，那更是之后的事情了。 ========== 分割线 ======= 以下为原答案： 每次看到这个问题，我就会想起曾经一个关于我国航天火箭的纪录片。 里面介绍到一个工匠是如何用手工操作的方法对火箭的整流罩精雕细琢，经过100000（几个零也不清楚反正很多）次手工焊接，终于让整流罩接近完美的曲线，使得升空过程中风阻最小。 当时看完惊为天人，觉得这工匠真牛逼，整流罩真牛逼，火箭真牛逼。 后来看到马斯克传记的时候，说到选择了不锈钢作为外壳，有点难以置信。网上一搜图片，发现人家连漆都不刷，明晃晃的立在发射场上。 不是，就这？ |
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不锈钢原材料价格便宜是一个优点，但不是最大的优点。 不锈钢最大的优点是加工方便，想怎么切怎么切，想怎么焊怎么焊。 最近有一个视频仔细分析了星舰第二次试射助推器9损坏原因，其中很多资料体现了星舰开发最大的特点——边造边改，很多设计改进是舰体已经造出来了，再在上面改进的，又或者废弃拆解的老型号星舰的某一部分拆下来改装做测试。 而不管是铝合金还是碳纤维，都面临一个加工困难的情况，而不锈钢舰体只需要普通焊工修补改装即可。要加部件？没问题！焊上去就行。要拆部件？没问题！割下来就好！ 【双语】星舰第二次试射助推器9损坏原因分析_哔哩哔哩_bilibili?www.bilibili.com/video/BV1EA4m1V76y/ |
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2018年底，美国太空探索公司SpaceX的老板埃隆·马斯克向世人展示了一艘人类历史上最大的宇宙飞船，他给这艘飞船起了个极科幻的名字“星舰”Starship。在马斯克展示的PPT中，星舰通体黝黑，如同《星球大战》里的黑武士一样在火星上空飞行。因为，SpaceX打算用最先进的材料碳纤维来打造这艘未来飞船。 |
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碳纤维星舰效果图 仅仅过去了两个月，2019年1月初，马斯克又向媒体展示一张新图片，在这张新图片里，18层楼高的星舰变成了银白色。马斯克称这“看起来像液态银”，因为SpaceX决定用不锈钢来打造星舰飞船。当然，飞船需要经过大量测试，一开始就采用昂贵的碳纤维来制造外壳显然有点浪费——马斯克迷们这样想。 |
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看起来像液态银的星舰 然而接下来的星舰原型机测试却让马迷们的脸有点疼，媒体纷纷提出质疑：老马你不是来搞笑的吧！ 星舰测试段看起来就是“液态银”飞船的下半部分，也确实是由不锈钢制造，但这个名为“Starhopper”的大铁桶表面坑坑洼洼，很显然焊接工艺相当不过关。 |
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Starhopper的工艺真是没得说 外表其实不重要，因为SpaceX公司的目的是用它来测试发动机和飞行控制系统，只要它能离开地面，不炸，就成了。 2019年7月26日，这个9米粗的不锈钢圆桶飞到了20米高度，22秒后稳稳落回地面。马斯克在社交媒体上兴奋地宣布：“Starhopper飞行成功，水塔可以飞哈哈！！” |
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飞起来的“水塔” Starhopper能飞，这对于SpaceX来说并不是难事，因为“猎鹰9号”火箭的看家本领就是空中悬停、水平移位，类似的技术对于今天大多数航天强国都不算高精尖了。 随着时间推移，SpaceX星舰的外形越来越向最初PPT草图靠近，虽然外壳依然是不锈钢薄板，焊接工艺却好了许多。2021年末，马斯克正式宣布，将来飞去火星的星舰飞船将只采用不锈钢，彻底抛弃碳纤维的设想！ |
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不锈钢星舰 为什么会这样？难道马斯克为了省钱甚至不惜拿火星移民的性命冒险吗？ 的确，在创立SpaceX的第一天起，马斯克就把“省钱”二字玩到了极致，因为SpaceX的目标就是“降低太空运输成本”，用最少的钱干最大的事。为了省钱，这家航天公司一反所有航天机构高大上的形象，他们在荒地上搭建帐篷，雇佣普通焊工，找最便宜的原材料，在到处都是泥土和灰尘的地面建造火箭。如果不跟你说那是全球名气最大的航天企业，你一定会以为是某个乡镇企业争取到了一笔马口铁蒸笼的大单。 |
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SpaceX的星舰工厂 有看官说了，甭管人家环境怎么样，活儿好，做出来的东西精致就行。 话不多说，咱还是再上一张图吧，这是SpaceX刚做好的星舰，已经矗立在发射塔架上准备测试了，大伙儿瞧工艺如何： |
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星舰细节感人 也难怪NASA对马斯克用不锈钢造火箭多有抱怨：你这么玩，不是砸我牌子么？ 但不锈钢便宜，这是谁都不能否认的事实。马斯克算过一笔账：用碳纤维造火箭，每公斤的成本超过135美元，同时碳纤维材料有35%的损耗，总的算起来每公斤需要200美元；同样用301不锈钢薄板只需要3美元！碳纤维制造工艺复杂，专业技术人员每小时工资要250美元，而焊接不锈钢板的普通焊工每小时工资不到50美元。 这么一算下来，如果用碳纤维材料造一个100吨重的飞船外壳要花几千万美元，而用不锈钢薄板几十万就搞定了。 |
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碳纤维燃料储箱在制造中 马斯克弃用碳纤维不只因为它贵，而是它确实不适合星舰的任务要求。 碳纤维材料的优点是轻、强度高，随着价格越来越便宜，不仅主流民航飞机大量采用碳纤维，连家用轿车和自行车等也越来越多地用它来作为结构部件和壳体。 但碳纤维的强度是有方向性的，在某些方向上它能承受很大压力，而在另一个维度上却又表现得很脆弱，如果将它制成直径达12米的火箭外壳，依然需要设置额外的增强结构，这又使总重量增加，碳纤维轻薄的优点便不复存在。 |
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如果壳体很脆弱 碳纤维不可焊接，如果要用它制造星舰壳体，你需要一个直径12米、长度超过50米的巨大卷轴来缠绕纤维丝，然后再用一台更大的设备来抽真空、烘烤几小时甚至几天才成固化。这对于一心想省钱的马斯克来说是不可想象的。相比之下，用3毫米厚的不锈钢板焊接几乎不需要什么设备和投资，速度快多了。 |
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批量生产的星舰头锥 不锈钢在高低温状态下的性能要优于碳纤维。301不锈钢隔热性能好，适合在8.5个大气压下存储超低温的液态氧；同时它还能承受火箭进入大气层时摩擦产生的高温，只是在温度超过815℃时才失去强度，所以需要在与空气摩擦最剧烈的位置铺上隔热陶瓷。 碳纤维导热性能好，用它来装液氧需要双层壳来隔热，这意味着额外增加重量；虽然它也能耐高低温，但在重返大气层时，发动机喷出的火焰会持续炙烤飞船外壳，同时飞船里边还有液态氧，这会使整个飞船或火箭变成熊熊燃烧的火球。 |
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猎鹰火箭降落时的火焰 讲了这么多，你应该明白了，马斯克并非仅仅是抠门才使用301不锈钢来制作星舰飞船，而是不锈钢确实有许多优点：它在同样重量下强度更高，能适应极端高低温环境，加工和维护的成本低，制造速度快，甚至不需要刷油漆......最最重要的，它确实太便宜。 相比之下，碳纤维过于高大上，它的材料成本是不锈钢的70倍，加工工艺复杂，精度要求苛刻，实际上如果要做到星舰任务所需要的强度，碳纤维的重量优势并不明显，更要命的是这东西在高氧环境下太容易烧了，搞不好就出人命。 所以SpaceX决定弃用碳纤维是有道理的，只是不知道2024年他们的不锈钢星舰是不是真可以飞去月球再安全飞回来？ |
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冷知识 核反应堆的压力容器 也就是那个大罐子 就是301不锈钢 不然呢 要是用啥高熵合金复合材料 出了事你负责？ 以上 |
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和“不锈钢”搭配的还有“大棚焊接”：不锈钢代表廉价的常规工业材料、大棚焊接代表常规工艺。这是SpaceX太空发射商业化的在上面级上的解决方案：极限压榨造价，低到一次性消耗都不比回收复用贵。 SpaceX星舰是BFR火箭的可回收复用上面级+综合轨道器，设想随着时间推移出现过很大变化。最早星舰的设想图外表面和猎鹰9火箭类似，而且最早时候spaceX是用碳纤维在专用模具上制造了一个大储箱。这个时期SpaceX的思路还是重金用顶尖材料打造轻巧而坚固耐用的火箭，通过多次复用分摊建造费用的方式来降低发射成本。 后来我们也知道发生的事：碳纤维储箱在加压测试中爆开、发汗降温方案被否回到隔热瓦。上面级在保证回收经济性的干质比情况下究竟要怎么造才能扛过再入时严酷工况（多次后还有足够可靠性）？隔热瓦会不会重蹈航天飞机检修麻烦的覆辙？这些都是大大的问号。当是时，有理智的人都会产生疑问：把未来压在技术风险性那么高的上面级回收合适吗？ 生活中一次性用品比比皆是，一次性在商业上走通关键是造价极为低廉。这从直觉上好像和火箭不搭边，不过打破直觉的约束来分析下，这事也有得算。 在这里还需要说明一点，火箭回收必然带来运力损失，尤其上面级回收的运力损失估计要一半。此外回收火箭也需要额外的检修成本（尤其是上面级，航天飞机检修工作量大得骇人），每次发射还有发射场运作成本。如果廉价上面级造价低于一次发射全部成本一半，那么一次性消耗上面级在商业上更合理了。 火箭造价两个绝对大头：箭体、发动机。箭体如果能用普通工业材料和常规工艺生产，就会类似于啤酒、化肥厂那些金属筒仓一样便宜；火箭发动机的造价取决于生产方式，现在小批量定制化生产如果改成是大批量流水线化生产，价格也会大幅度下降，SpaceX目前已经在推星链项目，自己掌握的发射需求规模有巨大的保底量，消耗上面级意味着源源不断需要新发动机，可让大批量流水线化生产变为现实。 普通工业材料备选项是不锈钢和常规铝合金。不锈钢有个非常诱人的特性：在液氧和液态甲烷低温下比强度（抗拉强度与材料表观密度之比）相比常温大幅度增加超过了铝合金，铁比铝导热性低可减少推进剂蒸发或者省保温层份量，同时还更耐高温，价格又比（可用的）铝合金便宜。BFR大直径箭体表面积-体积比低，让储箱建造材料密度大的影响降低了。综合下来选择不锈钢还是挺合适的。 |
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米格：你看不起谁呢 |
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从科学严谨的角度来说，星舰是一个正在研发中的项目，成败未知，但是我想探讨下马斯克如此的动机。 |
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我想先从和其他高赞回答不同的另一个角度来回答这个问题，很多人都知道上世纪八九十年代中国有一种通信工具叫做大哥大，但是彼时这种昂贵的移动电话只能成为"大哥"身份的象征，真正让蜂窝通信在国内迎来大发展的是20世纪初便宜好用的小灵通。 想要一个产业发生革命性变革，有两种突破方向。 第一种，向上突破技术瓶颈，例如集成电路的出现。 第二种，向下捅穿技术成本，例如1913年福特汽车的自动化生产线。 |
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我们假设RTX3080TI的价格是6000元，如果现在价格调整为5600元，我们只会说便宜了些，但是之前不打算买的人还是不会买，那么如果RTX3080TI价格是400元呢？是的你没听错，如果RTX3080TI的价格是400元会如何呢？ 一方面显卡的销量可能会涨了数倍、数十倍，可能平时就用word、excel、ppt工作的人也不介意给自己电脑来一张装上。 另一方面围绕大多数人都有RTX3080TI这个客观事实，各个领域的大量科技企业开始发动脑筋如何建立新的生态，例如游戏厂商、设计厂商、算力厂商等。这就如同智能手机时代，每个安装在手机里诸如电商、银行、证券、新闻、音乐、社交等软件的背后，都是无数被支撑起来的新兴产业。 好了，那么传说中的星舰发射报价可以低到什么地步呢？ 猎鹰九号运载火箭每公斤3000美元，已经是全球商业航天发射市场的超低价，如若星舰项目成功，每公斤大约是200美元。 |
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如果航天发射每公斤下降到200美元，各大军工企业、通信企业、科研机构会有怎样的雄心壮志？甚至于会有其他原本不打算发展太空关联产业的公司也会跃跃欲试，最终把整个商业生态圈建立丰富起来。 与此同时，这项产品与技术仅被一家掌握，会如何？最重要的是SpaceX已经成功研发了猛禽发动机，猛禽一代发动机造价仅需100万美元每台，猛禽二代发动机推力提升50吨，造价进一步低至50万美元以内。 |
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一代与二代猛禽发动机 整艘星舰包括箭体、发动机在内的研发都是朝着高性能、快速、大量、低价的方向发展。 |
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啊，这么多人居然没有一个人回答出核心原因？ 低温下的导热性啊！ 隔壁的半人马上面级都已经用了半个多世纪的不锈钢储箱了，最新的火神火箭也用的不锈钢储箱。 |
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储罐会把环境温度传导给低温燃料，加速低温燃料的蒸发，最坏情况下甚至会因为气化压力过大而破坏储罐自身。液氢的沸点是零下252度（21K），甲烷的沸点是零下161度（112K），哪种金属材料在这种超低温环境下有着最低的导热性？ 答案就是不锈钢，比铝合金低了一个数量级的导热系数。 |
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用导热性低的不锈钢，就可以减少储箱隔热所需的质量，减少星舰整体的“死重”。 |
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如果没有大推力的发动机 不锈钢优点再多，再便宜 也掩盖不了它的缺点——重 所以核心原因是技术先进、发动机够多够强。 |
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不锈钢很LOW吗？ 历史上美国制造过一种比企业号核动力航母还贵的轰炸机XB70女武神，这鬼玩意就大量使用不锈钢。 不锈钢这玩意用得好了并不差，复合材料是高端，这点没有人否认，但如果火箭需要返回地面呢，需要扛数百度的高温呢？加上一堆隔热瓦之后重量轻的优点就大打折扣了。 |
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马斯克思考问题都是遵循“第一性原理”，这个原理就是：力大砖飞 spacex会用钢材其实算不得很出意料，其实不少人都想过。而以马斯克的性格，即使现在不用，以后也会用。 钢是人类玩得最溜的高强材料，没有之一。除了密度大点，其他任何需求都可以使用不同的钢满足。把人类文明称为钢铁文明其实也不是没道理。这材料好用，人类也善用，使用经验特别多特别成熟，这是马斯克那种思维特别注重的。 网上可以找到全球电动车起火/自燃的数据，大多数人看过后都惊讶，经常上热搜的特斯拉，起火事件竟然这么少？而且特斯拉几乎都在碰撞之类特殊情况下起火，没有静置起火。 其实一个深层原因在于，特斯拉用的电池产品太成熟了。你在设计端可以有充足的实验数据来避免其起火。 |
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便宜啊 是的没错，就是这么朴实无华。不是说好材料没有，而是能用就行（保证不坏的前提下），便宜至上。 商业航天不是国家主导的航天产业，对于成本是非常敏感的。对于客户而言，肯定是越便宜越好。 马斯克就是个例子，之前的猎鹰9，炸了好多好多次，终于成功了，对于成本的控制就很好，加上是世界首款轨道级可重复使用火箭，可重用性使SpaceX能重新使用火箭最昂贵的部件，降低了进入太空的成本。能够通过大批量生产和回收使用大幅降低发射成本。据马斯克称，回收两次就能回本。作为商业火箭，每年会安排一定拼车任务和小卫星专门发射任务。其余就是大卫星发射和发射自己的星链。 如果马斯克说的是实话的话，那猎鹰9发射3次以后，已经回本，再拿来发射星链，等于只出了燃料费，如果每次发射再有客户拼车，可能连燃料费都不用掏。低价的发射也是星链能快速建设的核心原因之一。 猎鹰9的成功是非常值得肯定的。星舰是一个思路接近，但是目标更宏大的家伙。作为一个商业火箭，成本依旧是需要控制的。卫星百科-星舰 完全可重复使用的系统是控制成本的重要因素，材料当然也是。星舰要是能成功，经验技术也能来提高重型猎鹰主芯级回收的成功率。到时候三个火箭都可以完全回收，在低成本火箭发射的领域，甚至短期内将成为真正的垄断企业。 商业航天?ccaf.casicloud.com/?id=803 毕竟竞品的火箭，那发射成本比他高，哪怕能做出来猎鹰9级别的，星舰级别的也不是短时期能做出来的。 在低成本发射的加持下，自己的星链系统，卫星星座一定是比别家建设的更快的。包括以后的客运，货运，太空旅游，商业空间站，等等一系列，都将走在前列。 |
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马斯克肯定是个军事发烧友，七十年代苏联曾经研发了一种叫米格25的歼击机，差点把美国吓尿，这飞机直接用上了火箭发动机，飞机速度比当时绝大多数防空导弹飞的还快，这个飞机面世直接让美国惶恐不安好几年，直到八十年代一个苏联飞行员直接开了一架米格叛逃到美国，美国把这架飞机大卸八块，终于知道让美国惴惴不安的米格25到底用了什么黑科技 因为苏联材料学上远远不如美国，所以无法制造出超高音速飞行时耐高温的金属，因此苏联发挥了大力除奇迹的传统艺能，直接用不锈钢打造飞机主体，不锈钢是个好东西，耐腐蚀，耐高温，不变形，简直完美，唯一问题太重了，普通飞机发动机根本飞不起来，普通发动机不行，那就用火箭发动机改造下不就成了，那个推力大，连火箭都能推入太空，一个不锈钢机体的飞机算什么，于是把美国佬吓傻的米格25出现了 马斯克肯定熟知这段历史，所以才会用不锈钢做火箭 |
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因为他们落后啊，真正的竞争力只有政治站位和人情世故 |
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自家超强的火箭发动机，火箭重一点就重一点嘛，关系不大，重要的是SpaceX是要人类大规模飞往火星，成本是必须要考虑的，要不然和航天机构有啥区别，要是SANA或者其他航天机构，造一个类似的飞船成本1000亿美元，那还移民锤子的火星。这也是马斯克牛逼的地方，有最先进技术，而且用的材料也是“普通材料”，容易量产。 |
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力大飞砖头，发动机推力大，自重小，个子小，芯片可以处理的过来发动机同时运行的复杂受力分析。 便宜，方便维修，虽然增加了重量，但是把火箭加大，运载能力不就加大了？火箭大了无非多搞点发动机，多加燃料，但发动机可以复用，甲烷和氧气又不值钱！一套连招下来，最终发射成本不就更低了？ 马斯克说炸了30台以上发动机，那啥泵融化了超过50台。 以后的猛禽3,4,5不敢想，比冲和推力会提升到多少？我感觉肯定比氢氧发动机牛！氢气密度小，体积大，并且氢气的液体温度太低了，太难储存了。看看这个图，氢和氧比例。 |
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现在才猛禽2就这么强了，看这个马斯克在工厂和记者解说，随便拍摄过于落后，随便展示的火箭发动机工厂。 |
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便宜, 耐热, 强度高 |
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强度高，耐侯，耐高温，易加工，特别是焊接容易，最关键是已大规模工业化生产，便宜。 另外，奥氏体不锈钢（例如做杯子的304）还耐低温，没冷脆性，导热系数低，简直是天赐的做星舰的材料，最关键的是startship和我女儿从小学用到初中都没摔坏的真空不锈钢保温杯形状的一样的。 |
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首先是因为便宜。 2018年SpaceX打算用碳纤维来造飞船，很快2019年就换成了不锈钢。 因为实验经常失败，先用便宜的不锈钢把产品做成熟，再用碳纤维去追求性能。 有多便宜呢？ 马斯克自己说的，用碳纤维造火箭，每公斤需要200美元；同样用301不锈钢薄板只需要3美元！ 碳纤维制造工艺复杂，专业技术人员每小时工资要250美元，而不锈钢板的焊工不到50美元。 而且碳纤维无法焊接，需要根据火箭尺寸单独制作卷轴、真空、烘烤 抽丝等设备，价格高昂。 其次是因为强度 碳纤维的强度是有方向性的，在某些方向承压能力强，有的方向承压能力弱，这就需要设置额外的增强结构，这让碳纤维的优势变小。 再次是不锈钢在高低温状态下的性能要优于碳纤维。 301不锈钢隔热性能好，适合在8.5个大气压下存储超低温的液态氧；同时它还能承受火箭进入大气层时摩擦产生的高温，只是在温度超过815℃时才失去强度，所以需要在与空气摩擦最剧烈的位置铺上隔热陶瓷。 碳纤维导热性能好，用它来装液氧需要双层壳来隔热，这意味着额外增加重量；虽然它也能耐高低温，但在重返大气层时，发动机喷出的火焰会持续炙烤飞船外壳，同时飞船里边还有液态氧，这会使整个飞船或火箭变成熊熊燃烧的火球。 |
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一个昂贵的，神化的，逻辑通顺又有垄断性质的大科研项目，意味着高预算和大量油水，在很多方面来说是不可替代的。 而一个目的明确，自负盈亏的科研项目，往往很快就能做成或者确认做不成。 当然这种自负盈亏的科研项目肯定要建立在一个大家都吃喝不愁，追求理想的文化和物质大环境里。 也因此有一群人永远不可能主动提出用不锈钢做火箭，哪怕他们觉得也许行，他们也不会去做，还会觉得自己深谋远虑，考虑周全。 |
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耐高温，与米格25同一个道理 |
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对于火箭一级来说，减重不是啥重点，咋便宜咋来。 现在主流是铝合金，但是这玩意不好焊接，对于星舰这种天天大修几千个BUG的玩意，就是灾难。 对于星舰来说，二级也没啥减重的必要。很多火箭狠狠压榨净重，是因为运力不足。星舰就算换成碳纤维，撑死220t近地轨道，和不锈钢的180t对于现有卫星都足够了。 |
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最主要的原因: 省钱 其次: 机器人焊接，制作工艺成熟→制造周期短，效率高（商用程度高） |
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