spacex的火箭发动机的发展（SpaceX猛禽火箭发动机不是超便宜吗）

spacex的火箭发动机的发展（SpaceX猛禽火箭发动机不是超便宜吗）一、Space X为了降低星舰的研发难度和成本，故意采用了更多火箭发动机并联的方式来提供高达7500吨的推力输出，但是按照SpaceX的设计，就算是星舰的助推器都要并联多达28台猛禽火箭发动机，核心的星舰自身也要配备6台真空版的猛禽火箭发动机，那么对于光是助推器就要配备28台的星舰而言，更多的发动机意味着其更高的制造成本，这还不包括真空版本造价是普通版本的2.5倍。但是为什么马斯克非常担忧量产使用液氧甲烷燃料的猛禽火箭发动机很可能会造成破产呢？当然还有一种性能更先进的液氢液氧燃料，其最大的特点就是比冲是现有的液体火箭燃料中最高的，所以有着更高的干质推重比优势，比如使用传统四氧化二氮/偏二甲肼燃料作为末级入轨发动机的运载火箭，其近地轨道运载力是10吨的时候，其末级火箭的自身空重 燃料重量不会低于110吨，但是将其火箭发动机更换为氢氧火箭发动机，其他结构不变的时候，如果自身重量仍然是110吨的

SpaceX作为民营航天领域的开创者，凭借其一级火箭回收机制，不仅为其作为一家航天初创公司奠定了基础，更是以火箭重复回收利用所带来的低发射成本优势迅速在航天发射市场站稳了脚跟，更虎口夺食拿下了美国更多的航天发射订单。而且经过多年的发展，Space X 不仅凭借猎鹰9运载火箭的低发射成本优势成为航天发射巨头，更是开阔创新的研发了性能更强的星舰超重型运载火箭和其配套使用的猛禽液氧甲烷火箭发动机，为后续Space X真的实现载人登月、登陆火星甚至更远的星际旅行奠定了基础，但是在星舰经过多次点火试验后，SpaceX的创始人马斯克为何苦恼的说，星舰使用的猛禽火箭发动机很可能会造成Space X的破产呢？

首先液体火箭发动机按照燃料不同可以分为四氧化二氮/偏二甲肼的传统燃料、液氧煤油的主流燃料和液氢液氧的高性能燃料，以及猛禽火箭发动机使用的液氧甲烷这种高性价比四种燃料模式。这四种燃料中：

传统的四氧化二氮/偏二甲肼燃料最大的特点就是制取简单，燃料技术成熟，具有大规模使用历史优秀的优势，但是因为这种燃料的比冲较低，而且属于剧毒燃料，无论是对于航天发宿舍的高载荷比还是发射场地的污染等多个方面都有不小的危害，所以这种燃料只存在于一些已经使用多年的运载火箭身上，属于被历史淘汰中的传统航天发射燃料。

现阶段具备航天发射能力的国家新一代的运载火箭主要使用的是更加环保的同时，比冲更高、有着更高载荷比的液氧煤油燃料，这种液氧煤油火箭发动机除了更加清洁环保外，还有就是比冲更高，而且使用循环模式更高的高压补燃技术后，其整体比冲更高，火箭能够发射的航天器质量更重。而且液氧煤油火箭发动机历史长久，使用多种循环模式后其可以做成推力上千吨的液体火箭发动机，比如苏联人研制的RD171液氧煤油火箭发动机海平面推力高达800多吨，单台RD171即可满足近地轨道超过20吨的航天器发射需求。

当然还有一种性能更先进的液氢液氧燃料，其最大的特点就是比冲是现有的液体火箭燃料中最高的，所以有着更高的干质推重比优势，比如使用传统四氧化二氮/偏二甲肼燃料作为末级入轨发动机的运载火箭，其近地轨道运载力是10吨的时候，其末级火箭的自身空重 燃料重量不会低于110吨，但是将其火箭发动机更换为氢氧火箭发动机，其他结构不变的时候，如果自身重量仍然是110吨的时候，其近地轨道运载力能够提升30%左右，达到13吨的水平；如果保持近地轨道10吨运载力不变时，其自身重量可以降低到70吨左右。

可以说氢氧火箭发动机在液体火箭燃料中是最好的选择，但是因为液氧和液氢制取难度大，成本也是所有液体火箭燃料中最贵的，除了美国的德尔塔4重型火箭外，其余火箭只在末级或者芯一级中用于提升载荷比，毕竟大推力的液体火箭发动机每分钟消耗的燃料可是按吨计算的。

最后就是液氧甲烷燃料了，其相比液氧煤油燃料比冲更高一些，而且甲烷不会和煤油一样容易结焦，更重要的是甲烷的制取成本相比煤油便宜，但是性能更强，而且液氧和甲烷混合燃烧产生的是水蒸气，对环境更为友好。所以有着价格便宜、性能先进、而且更为环保的液氧甲烷火箭发动机也就成了作为低成本发射领域巨头的Space X最佳的选择。

但是为什么马斯克非常担忧量产使用液氧甲烷燃料的猛禽火箭发动机很可能会造成破产呢？

一、Space X为了降低星舰的研发难度和成本，故意采用了更多火箭发动机并联的方式来提供高达7500吨的推力输出，但是按照SpaceX的设计，就算是星舰的助推器都要并联多达28台猛禽火箭发动机，核心的星舰自身也要配备6台真空版的猛禽火箭发动机，那么对于光是助推器就要配备28台的星舰而言，更多的发动机意味着其更高的制造成本，这还不包括真空版本造价是普通版本的2.5倍。

二、猛禽火箭发动机设计推力是400吨级，但是至今只能达到250吨级，那么发动机推力无法按时提升到位，就会拖累星舰的真正首飞进度，毕竟星舰的很多性能优势可是建立在400吨级发动机所带来的优势上的，如果猛禽火箭发动机迟迟不能达到设计推力，那么就会拖累星舰的研制进度，继而降低星舰的热度和导致星舰项目严重超支。而且猛禽火箭发动机要想增加推力到设计指标，就要投入更多的研发成本和更多的点火试验次数，而这些都会拖累整个猛禽火箭发动机研制计划。

三、猛禽火箭发动机虽然在SpaceX心中和行动上显得非常的随意，甚至不加保护就直接使用平板拖车运输，但是猛禽火箭发动机不光在性能上还未达标，而且在降低成本和可靠性上也一直出现了很多问题，就是因为一台猛禽火箭发动机单台造价虽然比同行便宜不少，但是相比自家猎鹰9装备的梅林1D 只需要97万美元相比，价格贵的很离谱，那么一艘星舰就要装备33台猛禽发动机，而在星舰真正首飞之前，SpaceX要不断的增加发动机进行点火SN系列原型机的试飞，从以往每次SN原型机最终落地爆炸历史经验来看，马斯克的担忧还是因为先阶段只装备三四台爆炸损失就高达几亿美元，从3台到33台至少还要经过10次以上的试飞，而且首次试飞风险有多大还不知道？毕竟当年苏联的N1火箭装备了30台发动机多次试飞都没能离开发射塔台。

四、星舰项目虽然在快速推进之中，但是担任重要职责的高管也在不断离职之中，大量技术人才的流失，也使得后面对于技术要求更严格的星舰项目团队出现无人可用的地步。比如在2021年11月底静态点火的星舰原型SN20中，其首次将助推器的发动机数量从之前的3台提升到了6台，虽然是加快了项目进度，但是也出现了发动机燃烧室压力略低过低的问题，这个问题也是之前包括SN8和SN9点火试飞中爆炸的原因所在，而这个问题SpaceX依然没能解决的原因，或许就和大量技术高管离职有关联。

五、现阶段星舰原型机才进行到6台发动机的静态点火试验阶段，距离28台发动机全推力点火还有很长的路要走，这段路中除了对发动机的要求更高外，还有就是对星舰自身的结构强度也有很高的要求，毕竟7500吨的起飞推力下，不锈钢材质的舰体结构强度能否承受的住还是未知数，更何况其可是要重复使用100次的。

所以很可能在星舰真正首飞之前的试验环节中，多次的爆炸损失就会使得SpaceX破产，毕竟自家在赚钱的猎鹰9发射报价很低，意味着其发射利润也不高。