最近，馬斯克的“星艦”下半截，也就是計劃安裝33臺“猛禽”發動機的“超級重型”火箭點火成功了，雖然這次B3樣機僅僅只是靜態點火，並未起飛，而且測試的也僅僅只是3臺“猛禽”發動機，但它意味著“星艦”距離飛出大氣層又近了一步。

“超級重型”靜態點火瞬間

而說到“超級重型”，除了推力超過此前美國登月火箭“土星”5之外，採用300系列不鏽鋼製造箭體之外，最大的特點就是它的33臺發動機採用並列的方式，這讓人想起蘇聯失敗的N1火箭，在21世紀的今天，馬斯克和SpaceX為何要復古這一被證明是失敗的火箭設計？“超級重型”和完整版“星艦”會重蹈N1火箭的覆轍嗎？

“超級重型”會重蹈N1的覆轍嗎？

在回答這個問題之前，讓我們先回憶一下當年的N1火箭。上世紀50年代末60年代初，為搶先實現載人登月和火星探測，蘇聯決定研製一枚人類歷史上推力最大的火箭，最大推力達到4500噸、最大發射質量2800噸，而火箭高105米、最大直徑17米，可謂是龐然大物。

N1是人類歷史迄今為止推力最大的火箭

為實現如此巨大的推力，N1的第一級並聯了30臺液氧/煤油NK-15（NK-33）發動機（一開始是24臺），其中外環24臺，用於控制火箭的俯仰和偏航，而中間6臺，則用來控制火箭的滾轉。另外，火箭的第二級也安裝了8臺NK-15V液氧/煤油發動機，第三級還有4臺NK-21液氧/煤油火箭發動機。

N1一級的發動機

這樣的設計在人類航天史上是空前的，特別是第一級30臺發動機的並聯，給火箭的設計帶來空前的複雜性，在隨後的4次發射中，4次全部爆炸，不僅付出了重大的人員犧牲和財產損失，同時也導致蘇聯整個載人登月專案的失敗和超重型火箭專案的一蹶不振。

N1點火瞬間

N1失敗的原因是多方面的，比如政治任務重、研發時間短、總設計師換人、缺少科學試驗步驟、設計理念不一樣、中途修改設計，將一級火箭發動機從24臺增加到30臺等等。而從技術角度來說，最大的“鍋”的確要由30臺並列的發動機來背，因為它導致了火箭結構設計、燃料管道設計極其複雜。

N1失敗的原因是多方面的

更為致命的是，30臺發動機並列，大大降低了火箭的整體穩定性。這非常好理解，比如一臺發動機的穩定性達到99%，那麼30臺並列之後，它的整體可靠性將會降到74%，這麼多發動機，只要一臺出現問題，就會引發連鎖反應，以至於最後不可收拾。而也正因為如此，所以當大家看到馬斯克的“星艦”下半截計劃並聯33臺發動機時，馬上就會想到失敗的N1火箭，並認為它也會和N1一樣不靠譜。

但是這個理論並不一定正確

實際上，上世紀五六十年代的蘇聯不行，並不意味著21世紀20年代的SpaceX也不行，因為現在的計算機和自動控制系統、材料，都和以前不可同日而語了，我們不能刻舟求劍。比如SpaceX的重型獵鷹3次發射，3次全部成功，其中一次一級火箭就要27臺並聯的發動機。

重型獵鷹也並聯了27臺發動機

不僅如此。多臺發動機並聯，還賦予火箭更大的冗餘和更強的糾錯能力，比如獵鷹9火箭在2012年和2020年的兩次發射中，都出現了一臺發動機爆炸的情況，但是發射仍然成功了。實際上，獵鷹9的動力冗餘設計允許兩臺發動機失效，這顯然超過了常規火箭的極限。

獵鷹9兩次發生一臺發動機爆炸

星艦下半截密密麻麻的發動機

蘇聯N1火箭失敗最關鍵的原因，不是30臺發動機並聯，而是沒有解決多臺發動機共振的問題。比如1969年2月21日第一枚N1發射時，先是兩臺發動機熄火，火箭透過調整推力，抵消了負面影響。升空後25秒，燃燒室又出現壓力不足，火箭透過渦輪泵自動增大功率，解決了問題。可是當66秒時，剩餘28臺發動機功率過載，導致管路系統出現高頻振動之後，火箭僅堅持了3秒就發生了大爆炸。

N1更大的問題是共振

N1在研製的時候，為了趕在美國之前載人登月，連臺架共振實驗都沒有做，如果SpaceX解決了火箭的共振問題，“星艦”就有可能取得成功。實際上，馬斯克也曾擔心過重型獵鷹在跨音速飛行的時候，3枚箭芯之間產生共振問題，但事實證明，他們獲得了成功。

重型獵鷹也曾擔心過共振問題

最後，還要多說一句，據媒體披露，我國正在研製中的長征9重型運載火箭，也調整了方案，在2021最新版的設計方案中，採用了和“星艦”下半截類似的多臺發動機並聯方案，相信我們的科學家，肯定比咱們鍵盤俠更聰明，考慮問題更周全。

長9也改用多發並聯的方案