Question

虽然火箭基本上是最小的燃料箱*，但发动机是钢铁怪物，既要重又要制造昂贵**。有没有尝试过丢弃耗尽的燃料箱 == 第一级，同时重复使用发动机？如果没有 – 为什么？

_{* 这里有一段提到马斯克的火箭是 2 毫米（也许是 4 毫米，我记错了）钢管}
_{** – 另一个我可能根据要求找到的参考资料：二战纳粹航空航天工程师设计的战斗机除了发动机外全部被废弃；然而上新闻已经太晚了}

@ErinAnne 刚刚告诉我的一个细节：我不知道火箭发动机和喷嘴之间的区别。这是一个完全独立的问题，但在回答时要记住这一点。

由于油箱很小而发动机很重，火箭所做的与你要求的相反：在上升过程中抛弃一些发动机并保留（在分级时仍部分填充的）油箱。 — 
您的意思是“在同一飞行中重复使用”以用于上升的不同阶段，还是“分离、恢复、在地面重新连接到新的燃料箱”？ —

Accepted Answer

从历史上看，航天飞机的架构最接近您所描述的。外部燃料箱中的推进剂被送入轨道器，为三个主发动机提供动力。当这些推进剂用完后，航天飞机会丢弃外部推进剂箱。安装在轨道器上的主发动机被送回地球并重新使用。由于轨道器上的发动机一路进入轨道，并且设计为在真空中工作良好，因此它们类似于多级火箭第二级或第三级上的发动机。

苏联暴风雪号航天飞机上的轨道机动发动机可以说更像是“第二级”发动机，因为帮助发射暴风雪号的能源火箭与真正的“第一级”相比，与美国航天飞机的固体火箭助推器更相似。不幸的是，暴风雪号只飞行过一次，因此它从未展示过其轨道器发动机的可重复使用性。

请提供更多关于“它丢弃了耗尽的外部推进剂箱并回收了安装在轨道器上的主发动机”的信息，这样才能完整地回答我的问题。外部燃料箱的燃料是否被泵入航天飞机燃烧？还是第一级发动机因烧蚀或高温而被丢弃？ — 
@Vorac（链接指向有关外部油箱的子部分）非常值得一读 – 它回答了您的所有问题以及您接下来可能遇到的问题。是的，外部油箱只是一个油箱，为轨道器的主要发动机提供动力，在发射和轨道运行以及后续发射时使用。发射时还有额外的助推器 — 
很公平。甚至有一张照片显示其底部总共没有喷嘴。 — 
我认为这忽略了关于飞行中发动机本身重复使用的（隐含的）假设。3 台航天飞机主发动机 (SSME) 不用作“第二级”，也不能使用，因为外部燃料箱已被丢弃，并且没有用于 SSME 的内部燃料箱。但是，2 台轨道机动系统 (OMS) 发动机有一个内部燃料箱。 — 
@MSalters STS 是配备带式助推器和副油箱的 SSTO。没有第二级。 —

Answer 2

已经提出了一些提案（来自 ULA 的 Vulcan 和 Arianespace 的 Adeline），要求恢复并重新使用第一级的发动机，但没有人在实践中这样做过。

恢复第二级发动机要困难得多：对于大多数火箭来说，第二级到达轨道后，发动机必须从轨道速度重新进入大气层，这需要重型隔热罩。

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火箭喷嘴、热负荷、热冲击、真空效率、压力梯度——太多了，我无法在这里详述。试着像对孩子那样说话。我主要关心的是“你如何将这个又重又贵的东西重新连接到下一个‘汽油’电池上？你为什么不选择这样做？”
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如果不能将这台昂贵的重型发动机完好无损地降落在预定的着陆区内，那么重复使用就是不可能的。如果重复使用的发动机的可靠性比新发动机小得多，那么重复使用就没有意义。
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你说“没有人在实践中做到过”是什么意思？你只是假装 Falcon 不存在吗？
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是的，还没有人建造过一个系统，可以在飞行过程中将第一级发动机与推进剂箱分离，仅使用第一级发动机。
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重复使用 – 火箭发动机是否曾被第二级/第三级重复使用过 – 太空探索

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