星舰Starship超级重型助推器上栅格翼的重大升级

星舰Starship超级重型助推器Super Heavy Booster的栅格翼(grid fins)进行了“大手术”级别的升级,核心变化与影响如下:

  • 数量从 4 变 3,但单块更大更强:新一代栅格翼面积做大约 +50%、强度更高,配套控制律后仍能提供足够控制力,因此从“四翼”改成“三翼”。更大的翼面也允许助推器在再入与返场阶段采用更大的迎角与更高的阻力姿态,以提升制动与控制余量。
  • 位置下移+一体化思路:栅格翼安装位置整体下移到机体更低处,一方面避开星舰上级热分离时的强热流,另一方面与地面塔臂“筷子”位置更匹配,便于提升/抓取(lift & catch)动作的可靠性。SpaceX 公开信息与业界追踪都提到,新设计在结构上更利于与抓取硬点集成。
  • 材料与执行机构:Super Heavy Booster 栅格翼延续不锈钢焊接路线(区别于 Falcon 9 的钛合金铸件),并采用电动执行机构。这种做法有利于制造与维护,同时控制力矩充足,配合更大翼面为三翼方案提供保障。
  • 布局与气动:Block/V3 代的三翼呈 90°/90°/180° 的方位布置,且因为翼面增大、位置下移,在再入段可更稳地打出“高阻姿态”,既增强横向机动,也在需要时少烧一点返程燃料(更多靠气动减速)。
  • 与“热分离环/一体化热分离”适配:自热分离方案确立后,早期是加高、带排气窗的过渡段;进入新一代后,热分离结构与上端贮箱逐步一体化,栅格翼的下移/加固正是围绕该热环境与结构载荷做的系统级权衡。
  • 时间线与状态:在 第 11 次飞行试验完成后,SpaceX 明确转向升级版(常被称为 V3/下一代)星舰/助推器;媒体和官方渠道均已披露新栅格翼将用于这代助推器。
New Version of Grid Fin for Super Heavy Booster
Credit: @SpaceX

这次升级的实际意义
1)控制冗余提升:更大翼面让三翼方案仍具备足够的横向/俯仰控制力,支持更激进的再入姿态与风偏修正。
2)热与结构风险下降:下移+加强,减小热分离尾焰/再入热对翼体与作动器的冲击。
3)回收流程更顺:与塔臂的几何关系更友好,有助于稳定“筷子抓取,并减少对独立抓取硬点的依赖与复杂度。
4)运营效率:若可在更大迎角下以气动减速,理论上能少用部分返程推进剂,提高周转效率(具体收益还有待飞行数据验证)。这些判断与 SpaceX “更高复用、更快周转”的长期路线一致。

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