“龍”飛船設計分析

從國際空間站上拍到的“龍”貨運飛船

“ 龍 ”（Dragon） 宇 宙 飛 船 是Space X公司為發展載人航天能力而研制的飛船，參與競標NASA的“商業軌道運輸計劃COTS”和“商業乘員發展計劃CCDev”。2008年12月，Space X獲得NASA價值16億美元的12次商業補給服務合同。目前，“龍”飛船貨運型已經順利完成一次演示飛行試驗，3次ISS補給任務。“龍”飛船載人型正在開發中。

“龍”飛船由返回艙和箱間段組成，返回艙上集中布置了增壓艙、飛行控制系統、環控-維生系統、交匯-對接系統、姿態控制發動機系統、降落傘系統等關鍵組件，箱間段是一個非增壓的圓柱形結構件，安裝有兩個太陽能帆板，為飛船提供在軌電力。箱間段內部可以放置那些不需要大氣壓力環境下運輸的貨物，或者順道搭載發射一些小型、微型衛星，對運力可謂物盡其用。在“龍”飛船2012年第二次、2014年4月第三次執行COTS任務時，都在箱間段內搭載了微衛星。

一船兩型

“龍”飛船的貨運型和載人型的設計基本一致，只不過貨運型沒有安裝載人時所需的乘員手動操作系統和緊急逃逸系統而已。按Space X的說法，“龍”飛船從一開始就是為載人航天設計的，具有很高的安全性。12次COTS任務正好給了“龍”飛船飛行檢驗的機會，貨運型飛船的飛行經驗可以為載人型積累成功數據，打消航天界對私營公司載人飛船安全性的擔憂。

大空間與大能力

“龍”飛船最大直徑3.6米，高2.9米，貨運型擁有10立方米的增壓空間和14立方米的非增壓空間，可以向空間站運送6噸物資，這一能力超出了俄羅斯“進步”號貨運飛船的能力。“龍”飛船還可以攜帶3噸載荷返回地面，這一能力是目前包括俄羅斯“進步”號、歐洲ATV、日本HTV等貨運飛船所不具備的，她們返回時只能在大氣層內燒毀。當用作載人時，“龍”飛船最多可以運載7名航天員，這一能力與退役的航天飛機相當。而俄羅斯的“聯盟”號和我國的神舟載人飛船目前的載人能力都僅為3人。

高可靠性

“龍”飛船上關鍵的子系統都做了冗余備份設計，以提高可靠性。“龍”飛船共安裝有慣性導航、GPS導航、銥星回收定位系統、星光導航四種導航/定位系統；兩套獨立的飛行控制計算機系統；18個“天龍座”姿態控制發動機推力器；雙重備份的降落傘系統。

載人型“龍”飛船降落在著陸場的想象圖

定點降落和重復使用

目前，貨運型“龍”飛船還只能采用傳統的海上濺落方式來回收，這種方式需要付出一定的回收成本。Space X正在開發的“超級天龍座”發動機，用作未來載人型“龍”飛船的緊急逃逸發動機，每艘飛船共安裝8臺，每臺推力6.8噸。如果飛船發射成功，這些發動機也不會像傳統的飛船逃逸系統那樣被拋棄，而是在返回降落時，快接近地面的一刻作為緩沖發動機使用，再配合可伸縮的著陸支撐腿，“龍”飛船就成為第一艘可以垂直降落在地面的載人飛船。這種降落回收方案的成本幾乎為0。以前的飛船要么降落在茫茫大洋，要么降落在荒無人煙的沙漠，“龍”飛船這種可以直接降落在指定的著陸場的設計，非常人性化。

龍飛船載人型內部人員布局