在SpaceX 的新型猛禽发动机是一款以甲烷为燃料的全流量分级燃烧循环发动机,它的研发难度非常大,此前从未有过类似的发动机进行过飞行!

所以为了更好地理解猛禽发动机,我们将概述几种常见的火箭发动机循环类型,然后将猛禽发动机与其他一些常见的火箭发动机进行比较,例如 SpaceX 目前的主力发动机梅林发动机、航天飞机的 RS-25 发动机、RD-180 发动机、蓝色起源的 BE-4 发动机和 F-1 发动机。

对火箭发动机感兴趣的建议可以看看。

打开网易新闻 查看精彩图片

SpaceX不仅采用了疯狂的发动机循环,还将使用液态甲烷作为燃料

我们还会详细讲解所有不同的发动机循环类型,以便您了解全流量分级燃烧循环是什么,它是如何工作的,以及它与其他循环有何不同。

所以,希望读完本文后,我们能够了解猛禽发动机的特殊之处,它与其他火箭发动机相比有何不同,为什么它使用甲烷,并最终揭晓猛禽发动机是否会成为新一代火箭发动机之王……

打开网易新闻 查看精彩图片

如果你和我一样,可能曾经盯着这样的图表看好几个小时,每次都看得头昏脑胀。为了避免这种情况,我特意制作了一些非常简化的火箭发动机循环图,供大家参考,希望能帮助大家理解这些概念。

打开网易新闻 查看精彩图片

/*压力供气式发动机

火箭基本上就是推进剂,外面裹了一层外壳固定住推进剂,尾部有个装置能把推进剂高速发射出去。简单来说,推进剂发射速度越快越好。

打开网易新闻 查看精彩图片

最简单的办法就是把推进剂全部储存在高压罐里,然后在罐的一端装上阀门和喷嘴,把推进剂加速成可用的推力。搞定!不需要什么复杂的泵,也不需要什么复杂的系统,只要打开阀门,发射就行了。

这被称为压力供给式火箭发动机,主要有几种类型:冷气压力供给式、单组元压力供给式和双组元压力供给式发动机。由于它们结构简单、可靠且反应迅速,因此常用于姿态控制系统。

打开网易新闻 查看精彩图片

但是,压力供气式发动机有一个很大的限制因素。压力总是从高压流向低压,因此发动机内的压力永远不能高于推进剂储罐内的压力。

为了在高压下储存推进剂,储罐需要足够坚固,因此也需要更厚更重。可以考虑复合材料缠绕压力容器(COPV)。它们能够储存压力高达近10,000磅/平方英寸(约700巴)的气体。

打开网易新闻 查看精彩图片

尽管如此,它们能够储存的推进剂和压力仍然有限。当需要将有效载荷送入轨道时,这种限制就难以有效扩展。

所以,聪明的火箭科学家很快意识到,为了尽可能减轻火箭的重量,他们其实只有一件事可做:增加焓。

焓本质上是体积、压力和温度之间的关系。燃烧室内的压力和温度越高,效率就越高;火箭发动机吸入的物质越多,推力就越大。

所以,为了向发动机内注入更多推进剂,可以提高储罐内的压力,或者直接用大功率泵将推进剂喷射到燃烧室

但是,每秒输送数百升燃料的泵需要大量的能量来驱动,而且我指的是真的非常多的能量。那么,如果我们用一个小型火箭发动机对准涡轮机,让它高速旋转呢?这样就可以将火箭推进剂的部分化学能转化为动能,然后用这些动能来驱动这些强大的泵。

打开网易新闻 查看精彩图片

但是,仍然会遇到一些限制因素,比如高压总是会转化为低压,以及高温会熔化物质……所以,在竭尽全力榨取发动机每一分动力的同时,必须控制好所有这些因素。

我们有燃气发生器循环、部分流量分级燃烧循环,最后我们将研究全流量分级燃烧循环……

/*涡轮泵和分级燃烧循环发动机

先从燃气发生器循环(也称为开式循环)说起。这可能是轨道火箭上最常见的液体燃料火箭发动机类型之一。它肯定比压力供给系统复杂得多,但至少与闭式循环发动机相比,它相当简单。

打开网易新闻 查看精彩图片

实际上,这里面有几十个阀门、错综复杂的电线和细小的管道、用来给燃料箱加压的氦气、流经喷嘴和燃烧室进行冷却的燃料,以及预燃器和燃烧室的点火源……

打开网易新闻 查看精彩图片

燃气发生器循环的工作原理是利用涡轮泵将燃料和氧化剂泵入燃烧室。涡轮泵主要由几个部分组成:

一个称为预燃器的微型火箭发动机、

一个连接到轴上的涡轮,

以及一个或两个将推进剂泵入燃烧室的泵。

你可能会听到有人把涡轮泵组件称为动力包,因为它确实是发动机的动力来源。在开式循环系统中,预燃器燃烧后的废推进剂会被直接排放到发动机外,不会产生任何显著的推力。这使得系统效率较低,因为用于驱动涡轮泵的燃料和氧化剂基本上都被浪费掉了。

涡轮泵的奇妙之处在于它存在一个“先有鸡还是先有蛋”的悖论,这使得它的启动相当困难。因为驱动涡轮泵的预燃器需要高压燃料和氧化剂才能工作……所以,

预燃器需要涡轮泵运转才能达到其自身的工作压力,而涡轮泵又需要预燃器点火才能运转……但预燃器又需要涡轮泵,如此循环往复。

压力总是从高压流向低压,所以涡轮泵的压力必须高于燃烧室压力。这意味着通往预燃器的进气口实际上是整个火箭发动机中压力最高的点,下游所有位置的压力都较低。

打开网易新闻 查看精彩图片

看看SpaceX的梅林发动机,它使用RP-1(火箭推进剂1号)和液氧作为燃料。注意预燃器排气口冒出的烟有多黑……

为什么火箭推进剂燃烧室的尾气排放会如此浓重,而主燃烧室几乎没有可见的废气呢?这是因为火箭推进剂的温度会非常高……高达数千摄氏度。为了防止温度过高熔化涡轮机和整个涡轮泵组件,必须确保其温度足够低,才能持续运行。以最佳燃料和氧气比例运行效率最高,能量释放也最大,但同时也会产生惊人的热量。

为了保持较低的温度,预燃器可以以低于最佳比例运行,即燃料过量(燃油过浓)或氧化剂过量(氧气过浓)。RP-1发动机燃油过浓时,你会看到一些未燃烧的燃料以黑色烟尘的形式出现。高压下的未燃烧碳分子会结合并形成聚合物,这个过程称为结焦。这些烟尘会粘附在所有接触到的物体上,可能会堵塞喷油器,甚至损坏涡轮机本身!这就是为什么煤油发动机每次使用完都需要清理。

如果你不想浪费那些高压推进剂怎么办…由于燃料过浓,发动机运行温度更低,这岂不是意味着大量未燃烧的燃料被白白浪费掉了?如果能把那些高温废气直接导入燃烧室呢?欢迎来到闭式循环!

/*闭式循环发动机

闭式循环或分级燃烧循环利用通常会损失的废气,并将其连接到燃烧室,从而提高发动机效率,帮助增加压力,进而提高效率。

打开网易新闻 查看精彩图片

试试梅林发动机的闭环控制。我们把废气直接排进燃烧室!!哦不!!!我们弄进去一大堆烟灰,把喷油嘴都堵住了。看来今天上不了太空了。

打开网易新闻 查看精彩图片

但这个问题有几种解决方案,让我们来看看苏联是如何解决的。

他们制造的第一款可投入使用的闭式循环发动机是NK-15,最初是为N-1登月火箭设计的。后来他们将其升级为NK-33,之后又衍生出许多型号,包括如今阿特拉斯五号火箭使用的RD-180发动机。

打开网易新闻 查看精彩图片

由于NK-15和NK-33发动机和梅林发动机一样使用RP-1燃料,所以不能让预燃室采用富燃模式,因为会造成结焦问题……因此

如果想用RP-1制造一台闭式循环发动机,答案是让预燃室采用富氧模式。然而,现在喷出的却是超高温高压的氧气,这足以把任何东西都烧成糊状,而喷头却是精密加工、公差极高的涡轮叶片。

打开网易新闻 查看精彩图片

美国当时认为这根本不可能,所以基本上放弃了尝试。他们认为根本不存在能够承受这种极端严苛条件的金属合金,而且直到苏联解体后,美国工程师亲眼见到并亲自测试后,他们才相信苏联真的制造出了如此高效强劲的RP-1发动机!但事实上,苏联人确实付出了巨大的努力,研制出了一种特殊的合金

在闭式循环发动机中,并非只是简单地将燃料氧化剂在预燃器中燃烧以驱动涡轮旋转,而是将所有富燃推进剂都送入涡轮。因此,在富氧循环中,所有氧气都会进入预燃器,而进入预燃器的燃料量也恰到好处。你只需要足够的燃料来为涡轮提供足够的能量,使其能够驱动泵高速旋转,从而在预燃器和燃烧室中产生足够的压力,最终将物体送入太空。

打开网易新闻 查看精彩图片

现在,高温的氧气被强制送入燃烧室,与液态燃料混合。它们相遇后爆炸,产生干净高效的燃烧,几乎没有浪费任何推进剂!太棒了!

但是,和所有发动机一样,燃烧室压力不能高于泵压力,所以泵实际上承受着很大

如果你以为美国是不是眼睁睁看着苏联独占闭式循环发动机的宝座,那就大错特错了。美国的确花了更长的时间,最终也研制出了闭式循环发动机,但它与富氧循环截然不同……

美国虽然也研发了闭式循环发动机,但他们选择了富燃预燃器。等等……我们刚知道,富燃预燃器的尾气会产生大量的烟尘,几乎会毁掉所有东西……

如果用的是RP-1或其他任何高碳燃料,那肯定会是这样的结果……所以美国选择了另一种燃料—氢气!好吧,现在我们避免了用高温高压氧气喷射所有珍贵物品的麻烦,但现在又打开了潘多拉的盒子…… 氢气的密度远低于RP-1或液氧。事实上,氢气的密度要低得多,因此需要一个巨大的涡轮泵才能将适量的氢气输送到燃烧室。

由于RP-1和液氧的密度和比例相对相似,它们可以使用单个预燃器在同一轴上运行……但是氢气需要更多的氢气才能达到相同的氧气质量,因此,由于氢气密度较低且需要更高的燃料比,氢气和液氧的泵截然不同。

打开网易新闻 查看精彩图片

罗克达因公司的工程师们着手研发一种名为RS-25的发动机,这种发动机后来被用于航天飞机。他们意识到,由于两种泵之间的巨大差异,他们不妨直接使用两个预燃器,一个用于氢气泵,一个用于氧气泵。

打开网易新闻 查看精彩图片

但使用两个独立的轴又带来了另一个新问题。现在,工程师们将高压高温的氢气输送到同一轴上,而且紧挨着液氧泵。如果部分氢气从预燃器泄漏出来,就会引发液氧泵起火,后果不堪设想。

氢气也很难控制,因为它密度很低,或者说很轻?它很容易从缝隙中渗漏出来。因此,工程师们必须设计一个复杂的密封装置,以防止高温氢气泄漏。

打开网易新闻 查看精彩图片

这种密封件叫做吹扫密封件,它实际上是用氦气加压的,所以它是压力最高的点。因此,如果密封件泄漏,只会泄漏惰性氦气!

既然我们已经讨论完了双燃烧器、燃油丰富的RS-25,这里是它的简化示意图。我没有把燃油泵画成不同尺寸,因为我只想重点展示燃油流动,力求简化说明。

打开网易新闻 查看精彩图片

但需要注意的是,RS-25发动机的两个预燃室都采用浓燃模式,只是它们驱动的燃油泵不同。RS-25发动机至今仍被认为是史上最佳发动机之一,拥有相当高的推重比和无与伦比的效率。

闭式循环提高了发动机的整体性能,具有极大的优势,还能比这更好吗?那就是下面的全流量分级燃烧循环

/*全流量分级燃烧循环发动机

它基本上结合了我们刚才提到的两种闭式循环方法。全流量分级燃烧循环采用两个预燃器,一个运行在富燃区,另一个运行在富氧区。富燃预燃器驱动燃油泵,富氧预燃器驱动液氧。这意味着全流量循环需要解决氧化剂过浓的问题,而这个问题同样可以通过开发高强度金属合金来解决。

打开网易新闻 查看精彩图片

因此,SpaceX自主研发了一种名为SX500的超合金。据马斯克称,这种合金能够承受超过800巴的高温富氧气体。这或许是猛禽发动机研发过程中最大的障碍之一。

打开网易新闻 查看精彩图片

幸运的是,富燃侧只负责泵送燃料,所以即使有少量高温燃料从轴上的密封件泄漏,也只会接触到更多燃料,不会造成太大问题。由于富燃预燃器容易产生结焦问题,全流量模式可能不适用于RP-1燃料,

该系统的优势在于,由于燃料和氧化剂都以高温气体的形式进入燃烧室,因此燃烧更充分,温度更高。此外,正如我们之前提到的,它也减少了对复杂密封系统的需求,从而减少了翻新次数。

打开网易新闻 查看精彩图片
打开网易新闻 查看精彩图片

但是,在全循环燃烧模式下,由于所有燃料和氧化剂都经过预燃器,因此可以燃烧足够的推进剂来驱动涡轮泵……

然而,燃料与氧化剂的比例会非常高,燃料和氧气的浓度都会大幅降低,导致涡轮机的温度显著降低,这意味着涡轮泵组件的使用寿命会更长。同时,这也意味着更多的燃烧发生在燃烧室,而预燃器的燃烧量会减少。

好像迄今为止,只有三台发动机演示过完整的分级燃烧循环……

打开网易新闻 查看精彩图片

20 世纪 60 年代,苏联研制了一种名为 RD-270 的发动机,但从未试飞过。21 世纪初,Aerojet 和 Rocketdyne 合作研制了一种名为“集成动力头演示器”的集成动力头演示器,但同样,它也从未通过测试台的考验。

打开网易新闻 查看精彩图片

第三次尝试研发全流量分级燃烧循环发动机就是SpaceX的猛禽发动机!

是的,马斯克成功了。

猛禽发动机只是这种奇特发动机的第三次尝试。它是第一台真正投入使用并离开测试台的发动机!但愿它也能成为第一台进入轨道的全流量分级燃烧循环发动机。实际上,这台发动机的几乎所有成就都将是史无前例的。

但这也就意味着SpaceX必须克服许多极其棘手的难题。他们不仅需要解决富氧循环的相同问题,还必须精确控制燃料,以创造火箭发动机有史以来最高的燃烧室压力—270巴,最终打破了RD-180发动机约265巴的纪录。而且他们还没完,他们的目标是300巴,这还是很难的。

打开网易新闻 查看精彩图片

由于猛禽发动机无法使用RP-1燃料进行富燃预燃,你可能会认为下一个最合乎逻辑的选择是氢气……然而,SpaceX既没有选择RP-1也没有选择氢气,而是选择了液态甲烷!

让我们先从设计第一级火箭时最重要的因素——推进剂的密度开始。燃料密度越高,在燃料质量相同的情况下,燃料箱就越小越轻。燃料箱越小,火箭就越轻。

打开网易新闻 查看精彩图片

需注意的是,813克/升是RP-1的平均密度,但SpaceX在猎鹰9号和猎鹰重型火箭中会对RP-1进行冷却,使其密度提高约2%-4%。不过,RP-1的历史密度基本稳定在813克/升左右。

所以就密度而言,甲烷的密度大致处于中间水平。但影响燃烧性能的因素不仅仅是密度,我们还需要考虑燃料燃烧量与氧化剂燃烧量的比例,也就是氧化剂与燃料的比例。

火箭工程师必须考虑燃料的质量和相应的燃料箱重量,因此他们实际上并不是以完美的化学计量比燃烧推进剂,而是找到一个完美的平衡点,以兼顾燃料箱尺寸、推力输出和比冲。

根据这些数值,RP-1 的燃烧比例为 2.7 克氧气比 1 克 RP-1,氢气的燃烧比例为 6 克氧气比 1 克氢气,甲烷的燃烧比例为 3.7 克氧气比 1 克甲烷。这些数值有助于稍微弥补密度上的巨大差异。

打开网易新闻 查看精彩图片

为了便于理解,我们不妨想象一下。液氧的密度为每升1141克,比RP-1略大。因此,如果液氧和RP-1的混合比例为2.7:1,那么每燃烧1升液氧,就需要略多于0.5升的RP-1。

接下来我们来看氢气。氢气的密度比RP-1小11倍,你可能会认为它需要一个容量大11倍的储罐……工程师们发现,液氧和氢气以6:1的比例混合燃烧是一个不错的折衷方案。

这意味着每升液氧需要2.7升氢气!所以你的燃料箱需要比RP-1燃料箱大大约5倍…

打开网易新闻 查看精彩图片

这就是为什么当我们比较氢动力德尔塔IV火箭和RP-1动力猎鹰9号火箭时,你会发现猎鹰9号火箭的燃料箱比液氧箱小得多,但德尔塔IV火箭的情况则恰恰相反!它的液氧箱比燃料箱小得多。

液氧的密度是液态甲烷的2.7倍,但燃烧比是1克甲烷消耗3.7克氧气。也就是说,每1升液氧需要0.73升甲烷。换句话说,尽管RP-1的密度几乎是甲烷的两倍,但甲烷液氧的燃料箱容量需要比RP-1大40%左右!而与氢气相比,甲烷液氧的燃料箱容量则要小3.7倍。

因此,燃料与氧化剂的比例使得 Methalox 的燃料箱更接近 RP-1,而不是 Hydrolox。

火箭发动机的另一个重要变量是其效率。效率用比冲(ISP)来衡量,你可以把它想象成汽油车的燃油经济性。因此,高比冲类似于高燃油效率(mpg 或 kmpl)。理解比冲的最佳方法是:假设你有 1 千克推进剂,发动机能以 9.81 牛顿的推力持续多少秒?

在保持如此大推力的情况下,发动机消耗燃料的时间越长,其比冲就越高,因此用相同燃料量能做的功就越多。也就是说,它就是燃油经济性。

在理想情况下,RP-1发动机的续航时间可以达到约370秒,理想的氢动力发动机可以达到532秒,而甲烷发动机则介于两者之间,为459秒。然而,现实世界中的例子要低得多,RP-1发动机的续航时间约为350秒(Merlin 1D真空发动机),甲烷发动机约为380秒(猛禽真空发动机),氢发动机约为465秒(RL-10B-2)。

我们来谈谈各种燃料的燃烧温度。燃烧温度越低的燃料对发动机的损害越小,也可能延长发动机的使用寿命。RP1 燃料的最高燃烧温度可达 3670 开尔文,氢气为 3070 开尔文,而甲烷的燃烧温度介于两者之间,为 3550 开尔文。

说到热力学方面的考虑,我们来看看这些燃料的沸点,也就是液态燃料在什么温度下会沸腾蒸发成气体?由于所有这些燃料都需要保持液态才能维持密度,因此温度越高,燃料就越容易储存。沸点越高,也意味着燃料箱的隔热层可以减少甚至无需隔热,从而防止推进剂沸腾蒸发。

RP-1 的沸点非常高,甚至比水还高,高达 490 开尔文。而氢气的沸点则接近绝对零度,低得惊人,只有 20 开尔文!这温度低得离谱,要保持这种温度需要非常谨慎的考虑。 而甲烷的沸点则介于两者之间,为 111 开尔文。虽然这仍然很低,也需要考虑热力学因素,但它的沸点至少与液氧相近,所以也算是个优点吧!

现在来说说尾气排放,这些发动机燃烧的副产品是什么?

RP-1 是这三种发动机中唯一真正会造成污染的,因为未燃烧的碳会和水蒸气一起残留在大气中。氢气只产生水蒸气,甲烷则会产生一些二氧化碳和水蒸气。

/*spacex的发动机战略

接下来,我们将具体探讨SpaceX为何将甲烷视为公司未来发展的重要组成部分

SpaceX的最终目标是开发一套能够将人类反复送往火星并返回地球的系统。

火星大气富含二氧化碳,结合利用电解和萨巴蒂尔法从火星地表和地下水中提取水,火星大气就可以转化为甲烷燃料!这样一来,就无需携带返回地球所需的全部燃料。可以利用火星资源在火星上直接生产燃料。

这被称为原位资源利用(ISRU)。你可能会想,既然火星上有水,为什么不直接在火星表面制氢作为燃料呢?没错,但氢气和长期任务面临的最大问题之一是氢气的沸点。要使氢气保持液态,从而成为有效的燃料,需要认真考虑各种因素。

所以对SpaceX来说,甲烷是个非常合适的选择!它的密度相当高,这意味着火箭的尺寸可以保持在合理的范围内;它的效率相当高;它的燃烧清洁,使得发动机具有很高的可重复使用性;它的燃烧温度相对较低,有助于延长发动机的使用寿命,这同样有利于发动机的重复使用;它价格低廉,易于生产,而且可以在火星表面轻松生产!

打开网易新闻 查看精彩图片

我们将按燃料类型和循环方式对发动机进行分类。

首先,我们来比较一下SpaceX的梅林(Merlin)发动机(用于猎鹰9号和猎鹰重型火箭)、NPO Energomesh的富氧闭式循环RD-180发动机(用于阿特拉斯5号火箭)以及罗克达因的F-1发动机(用于土星5号火箭),它们都使用RP-1燃料。

接下来是SpaceX的猛禽(Raptor)发动机(全流量分级燃烧循环),它将为星舰(Starship)和超重型火箭(Super Heavy)提供动力;

蓝色起源的BE-4发动机(富氧闭式循环,使用甲烷燃料),它将为新格伦(New Glenn)火箭和联合发射联盟(ULA)即将推出的火神(Vulcan)火箭提供动力;

以及Aerojet Rocketdyne的RS-25发动机(富氢闭式循环,曾为航天飞机提供动力,并将为即将推出的SLS火箭提供动力),它使用氢气作为燃料。

推力固然重要,但如果发动机效率极低,再强大的推力又有什么意义呢?接下来,我们来看看它们的比冲,比冲的单位是秒。我们将展示海平面比冲和真空比冲。

首先是效率最低的F-1发动机,比冲为263到304秒;然后是梅林发动机,比冲为282到311秒;接着是RD-180发动机,比冲为311到338秒;BE-4发动机的比冲也差不多,约为310到340秒;接下来是猛禽发动机,比冲为330到350秒左右;最后,效率最高的当属RS-25发动机,比冲高达366到452秒!

接下来是梅林发动机,压力为97巴;然后是BE-4,压力在135巴左右;再往后是RS-25,压力为206巴;之后是RD-180,它曾被认为是现役发动机之王,压力高达257巴。

然而,猛禽发动机的出现打破了这一纪录,它以惊人的270巴的燃烧室压力成为新的王者,而且他们还希望将其提升到300巴!300巴相当于在3公里深的海底。我简直无法想象。

打开网易新闻 查看精彩图片

我们先从最贵的发动机开始,然后往下看最便宜的。

这系列发动机中最贵的是RS-25,单价超过5000万美元……真是吓人。接下来是F-1发动机,单价3000万美元;然后是RD-180,单价2500万美元;BE-4,单价约800万美元;

之后是梅林发动机,单价不到100万美元。至于猛禽发动机,埃隆·马斯克曾说过,如果能简化现有版本的复杂性,猛禽发动机的生产成本可以低于或接近梅林发动机…所以目前,我们暂且把价格定在200万美元左右,这应该算是一个比较合理的估算。

成本固然重要,但发动机成本的另一个关键因素是其是否可重复使用。而RD-180和F-1发动机恰恰是不可重复使用的,或者至少从未被重复使用过……这与其他所有可以多次重复使用的发动机截然不同。

RS-25发动机被反复使用,单台发动机的记录是飞行19次,而且是在经过几个月的翻新之后……梅林发动机希望在不进行重大翻新的情况下飞行10次。我们知道BE-4发动机的设计目标是重复使用25次,而猛禽发动机的目标是飞行50次,

由于RD-180和F-1发动机不可重复使用,它们的价格保持不变。但对于其他发动机,如果我们考虑它们的飞行次数,RS-25发动机的可重复使用性优势就能显现出来,缩小与其他发动机的差距,使其潜在成本降至每千牛1414美元。

然而,更令人惊讶的是,蓝色起源公司的BE-4发动机在25次飞行后每千牛的成本约为133美元,其运营成本可能与每千牛117美元的梅林发动机相近,有望真正改变行业格局。但如果猛禽发动机真的名副其实,它甚至可能将每千牛的成本降至每千牛20美元。这才是真正的颠覆性创新。

让我们来看看SpaceX的终极计划:制造一种能够快速、完全可重复使用的运载火箭,以尽可能低的成本和常规的方式将人类送上月球和火星。这可不是一般火箭的设计目标,对吧?为了实现快速、完全可重复使用,发动机需要清洁运行,维护成本低,采用简单的涡轮泵密封件和较低的预燃温度。嗯,甲烷燃料全流量分级燃烧循环发动机听起来很合适……

出于可靠性、冗余性和生产规模方面的考虑,采用大量发动机是合理的。为了缩小发动机尺寸并保持高输出功率,燃烧室压力需要很高……听起来甲烷燃料全流量分级燃烧循环发动机似乎很合适……

对于星际旅行来说,甲烷是最合适的燃料,因为它的沸点使其适用于长途旅行,例如前往火星。而且,你猜怎么着,火星上也能生产甲烷……所以对于星际旅行来说,使用甲烷作为燃料的全流量分级燃烧循环发动机听起来是个不错的选择……

甲烷密度相当高,这意味着储气罐的尺寸可以保持在合理范围内。这对于星际旅行来说非常有利,无需携带额外的重量……因此,制造一台以甲烷为燃料的全流量分级燃烧循环发动机似乎是个不错的选择……

所以……让我们回到正题,猛禽发动机真的是火箭发动机之王吗?

火箭科学,就像所有事物一样,都是一系列复杂的妥协。

它是最高效的发动机吗?不是。

它是最强大的发动机吗?也不是。

它是最便宜的发动机吗?可能也不是。

它是最容易重复使用的发动机吗? 也许是。

它真是一款恰到好处的发动机,完美地完成了它需要做的所有事情。它是你的星际飞船的完美之选。

总而言之,猛禽发动机在这个应用领域堪称王者。它是一款出色的发动机,能够完美实现SpaceX星舰飞船的目标。

至于它在其他应用领域是否也能称王?也许是,也许不是,

这个问题就留给那些需要做出各种复杂妥协的火箭科学家和工程师们来评判吧!

那么,你怎么看?开发这样一款复杂精密的发动机值得吗?猛禽发动机的故事才刚刚开始吗?

最重要的是,猛禽发动机真的能称得上是火箭发动机之王吗?欢迎在下方评论区留言分享你的看法。