马斯克放大年夜招：猛禽3代极端简化推力达280吨中国还能赶上吗？

但最令人惊异的还不是推力，而是发动机的简化。

猛禽3代的简洁程度令人发指，原来的第一代猛禽上有很多密密麻麻的小管路，看上去符合火箭发动机的一向风格。
到了猛禽2代，小管路已经大幅减少，但数量依旧可不雅观。
猛禽3代却险些颠覆了人们心目中火箭发动机的形象：险些所有小管路都已不见踪影，整台发动机看上去十分大略，如同一把“玄铁重剑”。

对付火箭发动机这种极度繁芜的系统，部件越少就意味着出故障的概率越低。
猛禽3代如此简洁的设计，可以说将故障概率降到了极低的程度，一眼望去就非常可靠。
而且重量更轻，推许比更大！

再加上猛禽3代的推力又非常大，达到了280吨，而下一代星舰超重助推器将并联利用35台猛禽，起飞总推力高达9800吨，直逼1万吨大关，这意味着星舰火箭的起飞重量将超过绝大多数大型驱逐舰，实在是超乎想象。

现在可以绝不客气的说，猛禽3代是目前天下上在役的最前辈火箭发动机。
为什么笔者会做出此判断呢？有这么几个情由：猛禽利用了最盛行的液氧甲烷燃料，不仅本钱极低，还特殊适宜火箭的重复利用。

而猛禽的事情办法属于全流量分级燃烧循环，这在现役火箭中可是唯一份，性能是最强的。
而现在第三代猛禽又实现了大量管路的内置，很可能利用了3D打印技能，将管路隐蔽在了看似大略的构造中。
再加上奥妙的再生冷却设计，可以省去“热护盾”，大幅提高了可靠性，还减轻了重量。

这几大上风凑集到了一台发动机的身上，实力就爆棚了，不好超越。
那么我国有没有类似的发动机，在短韶光内能否遇上马斯克和SpaceX的步伐呢？

首先，液氧甲烷燃料还是相对随意马虎实现的。
我国民营航天公司“蓝箭航天”的朱雀二号火箭，发动机用的便是液氧甲烷。
而且朱雀二号遥二火箭已经在2023年7月发射成功，成为人类有史以来第一款成功入轨的甲烷火箭，当时把星舰的风头都给抢了。
为何大家这么看中液氧甲烷呢？

只因这种推进剂的优点太多了。
大推力液体火箭发动机利用的推进剂不外乎肼类燃料、液氢液氧、液氧石油、液氧甲烷这么几种。
肼燃料虽然成熟可靠，但却有毒，十分不环保，利用这种燃料的发动机也被称为“毒发”，以是越来越不受欢迎，正在被逐渐放弃。
天下各国都纷纭转向后面那几种无毒环保的火箭燃料。

液氢液氧发动机的比冲最高，性能最强。
比冲便是花费一定质量的推进剂能够得到的冲量，单位是恰好是“秒”。
比冲越大就意味着携携同样多的燃料能达到的速率增量越高。

氢氧发动机的比冲可以轻松超过400秒，但液氢又贵又特殊不好奉养，沸点低到了-252.78℃，须要坚持极低温才能避免或减少液氢的沸腾。
而且液氢密度特殊小，贮箱要做得特殊大，带来了更大的体积和构造去世重。

液氧石油相对而言就比液氢要好奉养得多。
石油的密度大，贮箱体历年夜大缩小，而且还不须要低温，价格也很便宜。
SpaceX的猎鹰9号火箭用的便是液氧石油，也达到了很高的性能水平。

但液氧石油的劣势是比冲小，而且小得很明显，同时石油比较随意马虎积碳和结焦。
特殊是在利用石油对推力室进行再生冷却时，在高温下很随意马虎结焦而堵塞管路，这对付可复用火箭来说就很不利。

液氧甲烷就没有上述缺陷，甲烷也很便宜，比冲则介于氢氧机和液氧石油之间。
关键是液态甲烷的沸点是-161.5℃，比液氮还要高，在低温技能中是比较随意马虎实现的。
而甲烷的积碳和结焦问题比石油要小得多，非常适宜用于可复用火箭发动机。
至于马斯克说的其它行星上甲烷资源特殊丰富，方便星际旅行时就地补充，就有点儿噱头的嫌疑了。

正是由于甲烷燃料的这些优点，SpaceX在研制猛禽之初，选择了液氧甲烷为燃料，该当说是很明智的，也引领了天下潮流。
不过与燃料类型比较，猛禽发动机的事情办法，才是最难复制的。
它采取了全流量分级燃烧循环，是一种前辈到险些完美的循环办法。

大推力的液体火箭发动机，须要将大量的燃料和氧化剂从贮箱中抽出来，运送到燃烧室，流量还要特殊高，因此须要一台非常强力的泵才行。

这台泵便是涡轮泵，它利用一部分推进剂预燃产生动力，转速可达每分钟数万转，以极高的流量抽取燃料和氧化剂，担保火箭发动机的正常事情。
根据涡轮泵的形式，可将大推力液体火箭发动机分为开式循环和闭式循环两大类。

范例的开式循环便是燃气发生器循环，它利用一部分燃料和氧化剂在燃气发生器中燃烧，产生燃气来推动涡轮泵，用过的燃气就直接用一根管子排掉了。
为了降落涡轮泵的温度，燃气发生器里的燃料和推进剂不是按1：1来稠浊的。
常常会多加一些燃料，形成“富燃”燃烧，烧得并不充分。
以是我们能看到：猎鹰9号的“梅林”发动机燃气发生器会冒出浓浓的黑烟。

由于燃气发生器花费掉了不少推进剂，又没直接产生推力，而且燃烧室的室压也上不去，以是采取这种事情办法的发动机比冲都比较低。
像土星五号的F-1发动机，海平面比冲低到了264.7秒，猎鹰9号上最新的梅林1D++，海平面比冲也只有290秒。
但燃气发生器循环胜在构造大略，能够实现比较大的推力。

与大略粗暴的燃气发生器比较，闭式循环就风雅得多了。
我国长征五号助推器利用的120吨级YF100液氧石油发动机，用的是高压补燃循环。
这种循环办法也将燃料和氧化剂先送进预燃室燃烧，产生燃气推动涡轮泵，但却是“富氧”燃烧。

而且用完的燃气并不会直接排掉，而是连续送入燃烧室，由于燃气中存在大量多余的氧气，以是须要补充一些燃料，才能在燃烧室内连续燃烧，即所谓的“补燃”。
这种事情办法并没有摧残浪费蹂躏推进剂，室压也可以做得比较高，因此比冲比较大。
YF100的海平面比冲为300秒旁边，轻松超越了最新款的梅林发动机。

但高压补燃循环与猛禽的全流量分级燃烧循环比较，就显得小巫见大巫了。
后者采取了两个涡轮泵，一个卖力运送燃料，一个卖力运送氧化剂。
推动涡轮泵的两个预燃室，一个是富氧燃烧，一个是富燃燃烧。
而火箭燃烧室所需的全部燃料和推进剂，都要先经由这两个预燃室，分别形成富氧燃气和富燃燃气，然后一起送进燃烧室点火产生推力。

全流量分级燃烧循环有非常多的优点，由于全部推进剂都形成了富氧和富燃燃气来驱动涡轮泵，能够最大限度地供应推进剂供应所需的功率，从而降落了富氧、富燃燃气的温度，极大提升了发动机的事情可靠性，还产生了极高的燃烧室压力，可以达到35MPa。

猛禽发动机的大推力和高性能，便是由此而来。
其余这种事情办法的稳定性和效率都很高，很适宜变推力，还省去了氦气增压系统，降落了本钱。

但全流量分级燃烧明显要比燃气发生器和高压补燃循环繁芜得多，技能难度也高得多，对系统设计和材料的哀求很高。
目前能飞上天的现役火箭发动机，也只有猛禽采取了这种循环办法，相称难以复制。
像我国朱雀二号利用的80吨级天鹊12发动机，利用的便是比较大略的燃气发生器循环。
那么我国有没有与猛禽一样，采取全流量分级燃烧循环的发动机呢？

也不是完备没有。
就在近日，我国的航天科技集团六院，完成了200吨级全流量补燃循环液氧甲烷发动机的设计事情，正在进行为员机关键技能攻关，已开始全尺寸产品生产及验证。
单看这个推力指标和事情办法，切实其实便是中国版的“猛禽”。

这款发动机很可能将作为巨型火箭长征九号的自动员机，具备重复利用、多次起动和大范围推力调节能力，如果研制成功，该当能达到或超越SpaceX猛禽第一代的水平。
但现在这款发动机还只是完成了设计，还没有样机，更没有试车，间隔成熟产品还有很长的路要走。

现在马斯克又将猛禽迭代到了第三代，实现了以管路内置为紧张改进的大幅简化，一下子又把差距拉开了。
不过我们也不用气馁，马斯克常常讲“开源”，虽然一些关键技能参数不可能见告外界，但猛禽3代的技能路线已经很明显了。

我国的科研职员由此可以少走很多弯路，拥有后发上风。
再加上我国的整体工业实力摆在这里，只要再有个几年韶光，相信中国版“猛禽”就可以横空出世，超越猛禽3代也不是没有可能的。