SpaceX在猛禽测试中打破火箭发动机世界纪录

首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)透露，SpaceX在最近的一次猛禽发动机测试中打破了全球火箭纪录，推动关键的星际飞船组件超过了多年的性能目标。

8月17日，SpaceX公司首席执行官出人意料地发布了一张猛禽测试的照片和显示发动机燃烧室压力的相应图表，证实该公司已成功将发动机推向创纪录的水平。马斯克说，一架未指明的猛禽-可能是序列号39(SN39)-在受控燃烧期间曾短暂达到330巴(~4800磅/平方英寸)的主燃烧室压力，并在关闭后保持完好。

除了小规模的实验室测试外，苏联在20世纪80年代用RD-701发动机实现了已知的全尺寸轨道级火箭测试的最高主燃烧室。虽然这个异常独特的发动机在可以使用之前就被取消了，但据报道，它在一种操作模式下达到了290-300巴的压力。然而，现在SpaceX和它的猛禽引擎似乎是新的世界纪录保持者-而且差距很大。

猛禽的新桂冠是在埃隆·马斯克(Elon Musk)透露该发动机以更高的持续燃烧室压力(~257 bar比255 bar)击败苏联RD-270全流量分级燃烧(FFSC)大约18个月后发布的。几天后，同一架猛禽走得更远，俄罗斯RD-180发动机的工作压力达到257巴，峰值为268巴。尽管如此，SpaceX还需要6-12个月的时间才能将猛禽改造成能够在接近这些压力的情况下工作超过10秒的发动机。2019年7月和8月，猛禽发动机SN6在StarHopper上飞行了两次，最终进行了大约60秒、150米的跳跃，最终发动机在降落前几秒钟几乎摧毁了自己。

几乎正好一年后，猛禽SN27在星际飞船SN5上以同样的150米弹道发射，似乎表现得无懈可击。SN27几乎没有表现出口吃或耀斑，从未接近猛禽SN6在2019年8月遭受的火焰喷射器般的死亡阵痛。简而言之，SpaceX继续做SpaceX最擅长的事情，不断将粗糙的原型提炼成越来越精致的最终产品。

猛禽公司最初于2016年公布了一款甲烷/氧气全流量分级内燃机，工作燃烧室压力为300巴(4350磅/平方英寸)，猛禽公司8月17日的成就意味着SpaceX公司已经超过了它的性能目标之一。当然，燃烧室压力很重要，但在星际飞船的背景下，仍然远不如发动机寿命、燃烧持续时间限制和可重用性重要。如果SpaceX对猛禽的许多其他重要属性没有信心，它可能不会突破燃烧室压力的极限，但目前还不清楚猛禽是否燃烧了超过90秒。

SN40即将进行测试&；在330巴发动机上进行了几次升级。作为参考，猛禽上的330巴可产生约225吨(50万磅)的力。

--埃隆·马斯克(@elonmusk)2020年8月17日

无论如何，如果猛禽实际上能够在不损坏自身的情况下维持330巴的燃烧室压力，这一里程碑可能意味着SpaceX已经将猛禽的最大推力从~200吨提高到~225吨(44万-50万磅)。对于星际飞船和超重型来说，推力增加10%很容易转化为每次发射到轨道的有效载荷增加5%-10%。

然而，要进入轨道，猛禽还有很长的路要走。为使超重型能够完成正常发射，SpaceX将需要大幅扩大猛禽的产量(每个助推器约31个发动机)，并确保猛禽能够可靠地运行3-5分钟以上，并在飞行中多次重新点燃。对于星际飞船，SpaceX需要-至少-成熟的猛禽，直到它可以连续燃烧5-10分钟才能到达轨道。该公司可能还需要完成开发定制的真空优化版本的猛禽，以实现高效的轨道星际飞船飞行。

考虑到SpaceX对大多数猛禽里程碑事件的沉默程度，该公司有可能已经在这些方面取得了实质性进展。例如，已经顺利完成的星际飞船SN8可能是第一个使用三个猛禽发动机飞行的原型，需要在飞行中停止和启动这些发动机的能力，以执行20公里(约12.5英里)的全保真发射和着陆测试。即使是在不破坏引擎的情况下维持330巴10-100多秒，也很可能是几次猛禽迭代。尽管如此，考虑到SpaceX的记录，所有这些里程碑很可能只是一个时间和毅力的问题。