星舰真是不锈钢制造的？到底是哪种不锈钢？与咱家用的有啥不同？

程超

SpaceX星舰一炸，让很多人都知道了这枚史上最大的火箭，而大家对它的好评，除了体型巨大之外，很多都是来源于其不锈钢制造的箭体。可实际上，星舰真是用不锈钢制造的吗？与我们家用的五金件又有什么区别呢？

首先，可以肯定的说，星舰的箭体大部分的确是用不锈钢制造的，型号为304L，具体为奥托昆普的3.6mm 304L不锈钢，属于普通市售的冷轧不锈钢，每公斤售价约3美元，与我们家用食品级的304不锈钢类似。

但两者也有很大的不同，304L属于一种超低碳不锈钢，含碳量比普通的304不锈钢低很多，具体标准为≤0.03%，而我们普通的食品级不锈钢碳含量大约为0.07%。这带来两者性能巨大的区别，304L的耐腐蚀性比304好很多，在焊接或者消除应力后，也能保持优秀的抗晶间腐蚀能力，同时焊接性能也更好些。当然，一个出人意料的知识点，是304L不锈钢的强度比304甚至要弱一些。

而在国际上，在火箭上应用不锈钢，其实是普遍现象，几乎所有型号的火箭，或多或少都会用一些，即使像星舰这样大面积用在箭体制造上的，也有印度和我国的民营航天公司箭元科技。其中印度是因为技术低，不得不用不锈钢，SpaceX星舰用不锈钢是为了省钱，而我们则是学星舰，民营航天公司同样要十分注重节省成本。

箭元科技也在用不锈钢制造火箭
另外，普通的火箭箭体材料一般采用的是铝合金，或者叫铝锂合金，这是一种和不锈钢一样司空见惯的材料，并不能说使用不锈钢的就更高级，而使用铝合金的就娇气，现在不是拿破仑的年代，铝合金并不贵。但不锈钢板建造箭体，可以做到单层设计，既是面层也是储箱，而铝合金火箭的箭体是箭体，储箱是储箱，箭体包着储箱，是两层，但究竟哪种设计死重更多，并不一定。总之，没有那种材料是最好的，只有最合适的。

其实星舰也有双层的设计

而星舰虽然大面积使用不锈钢材料，但并非整枚火箭都是不锈钢制造的，它还使用了一种多孔碳纤维，最早每公斤大约130美元，是一种非常昂贵的材料，有的地方甚至还要包裹成60到220层。

有不锈钢，但不全是不锈钢

另外，很多人不明白星舰明明有所谓的“不锈钢发汗技术”，能够抵御再入时的高温，为何还要费尽心思贴隔热瓦？其实这就是碳纤维材料的问题，因为这种碳纤维的强度在200度以上时，就会直线下滑，所以需要厚重的隔热瓦，不但增加了整体的重量，而且每次测试和这次首飞中，都有脱落，造成巨大的风险，但SpaceX没办法去掉它们。

首飞中隔热瓦又脱落了
其实，星舰也大量使用了铝锂合金，每公斤价格40美元，依然不便宜，它的焊接极其麻烦，需要摩擦焊接，而且这种铝锂合金和碳纤维一样，在超过200度时，强度也会直线下滑，所以星舰要回收的话，根本就离不开厚重的隔热瓦。

还有，除了304L不锈钢之外，星舰也应用了301系列不锈钢，以及SpaceX自研的30X不锈钢。特别是自己的30X不锈钢，每公斤价格只比304L贵一点，差不多是4美元，但据说在低温环境下，它的强度会大幅上升，大约会是室温的2倍，与高级碳纤维和铝锂合金差不多，因此非常适合在低温环境下进行冷加工，以及储存液氧和甲烷。

另外，30X还解决了301系列在低温环境下韧性不足、容易断裂的缺点，韧性和弹性都很好，同时保持了和304L不锈钢差不多的高温性能。最关键的是加工方便，只需要在低温环境下轧机卷压即可，不锈钢厚度也足够，并只需要一层，大大减轻了重量，这使得星舰的不锈钢箭体总质量，比碳纤维的还要低，这也是它之所以便宜的原因之一。

总而言之，星舰虽然大量使用不锈钢建造，价格也足够便宜，但它并非我们常规理解中的家用不锈钢，更不是马口铁。SpaceX为了改善不锈钢的性能，也是搅尽了脑汁，而且不锈钢并不能包打天下，在许多关键的部位，星舰依然大量采用了碳纤维和铝锂合金，这些不锈钢和铝锂合金也没有谁天生就更高贵，只是根据不同的需要进行的选择而已。最关键的是，SpaceX告诉你星舰箭体是用不锈钢制造的，可没告诉你“猛禽”二代发动机是怎么制造的，那才是真正的核心科技。

这才是核心科技，但首飞表现也不给力

来源：http://www.yidianzixun.com/article/0nzis3gZ
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