第三代猛禽发动机成功测试,星舰的甲烷引擎,最早源于登月飞船?

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第三代猛禽发动机成功测试,星舰的甲烷引擎,最早源于登月飞船?

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星舰首飞的失败,无论对马斯克的SpaceX公司,还是对美国重返月球计划,都有着重大的影响。虽然最新的S26和超重B9已经露面,但大家期待的星舰第二次轨道级试飞,不会如马斯克所愿那样很快进行,因为FAA已经对其禁飞,而美国各种环保组织也正在对它“笔诛口伐”,事情远没有粉丝们想象的那么简单。

据说这是星舰首飞最帅镜头

不过,SpaceX也有一条好消息,即在当地时间5月12日,星舰所用的“猛禽”发动机已经发展到第三代了,V3发动机完成了首次热试车,燃烧室承受住了有史以来最高的热值,在35 Mpa的室压下稳定持续工作了约45秒,对应推力达到了269吨。而此前的一代、二代和二代改进型发动机,对应推力分别为185吨/25Mpa、230吨/30M pa和247吨/33Mpa,“猛禽”不断刷新自己的纪录,一直是世界领先。

第三代猛禽测试

“猛禽”的光环有很多,它不仅是全世界唯一一款全流量分级燃烧火箭发动机,还是第一种实用化的全流量分级燃烧火箭发动机,亦是世界上第一种实用化的甲烷火箭发动机,同时也是技术上最先进的液氧甲烷火箭发动机,暂时没有之一。它的研制最早开始于2009年,现在网上的说法称它从2009年到2015年的开发工作,全部由SpaceX的私人投资,但实际情况并不都是如此。

猛禽发动机

事实上,“猛禽”发动机与美国上一次重返月球计划中的“猎户座”飞船有着密切的关系。首先要说,“猎户座”除了登月之外,还计划登陆火星,但从地球携带大量的燃料过去用于返程,实在不划算,因此NASA的规划是让它采用液氧甲烷发动机,如此就能以原位资源利用和萨巴蒂尔反应,在火星上制取甲烷燃料,这叫未雨绸缪。

猎户座飞船最早准备用甲烷发动机

“猎户座”飞船的液氧甲烷发动机研制工作很快展开,由阿拉巴马州亨茨维尔的OPI公司专门负责,2001年项目启动,2005年开始测试,但因为当时氧气/甲烷动力的火箭技术还不成熟,并且“猎户座”飞船需要在2012年就提前发射,为了加快进度,2006年7月下旬,NASA批准将它换成了现在的自燃式推进器。

从星座计划到阿尔忒弥斯,猎户座飞船是两朝元老

但“猎户座”原计划采用的液氧甲烷发动机也没有被废弃,而是转给了蓝色起源和SpaceX,所以才有了现在的BE-4和“猛禽”。当然,从OPI公司不成熟的甲烷发动机,到现在的三代“猛禽”,SpaceX也不是躺在NASA的技术上混吃混喝,它自己的努力才是关键,同样拿到“猎户座”甲烷发动机的蓝色起源,就要差一些。

蓝色起源的BE4

猛禽们

如果你仍不相信,其实还有另一个角度的证据,即“猛禽”初始计划是一款液氧液氢发动机,最早曝光是在2009 年美国航空航天研究所一个商业货运飞船研讨会上,当时它的定位是“猎鹰”系列火箭二级、上面级发动机,以及飞船发动机,与“猎户座”的一致。2012年10日,“猛禽”终于确定不使用梅林发动机的RP- 1燃料,但当时SpaceX拒绝具体说明它将使用哪种燃料。直到当年的11月份,马斯克才宣布了 SpaceX 推进部门的新方向,即开发甲烷燃料火箭发动机,也就是后来的液氧甲烷版“猛禽”。

2015年猛禽氧气预燃器测试

而在2016年1月,美国空军从防卫部门预算中拿出3360万美元,SpaceX则自筹6730万美元,双方一拍即合,“猛禽”的发展由此进入了快车道,同年第一台“猛禽”火箭发动机就被送往SpaceX在德克萨斯州的McGregor测试场进行研发相关的测试。

猛禽发动机首次测试

但此时“猛禽”的定位,仍是猎鹰9号和“重型猎鹰”运载火箭二级原型发动机。当然,这时候星舰也已经在研制了,“猛禽”早在2012年就已经成为星舰上面级发动机的人选之一,正好是确定使用甲烷燃料的那一年。而时间进入2019年之后,一切才慢慢成为现在大家所熟悉的样子。

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