Space X公布猛禽3代火箭發動機，指標領先，我國應爭取換道超車

從技術原理來看，全流量火箭發動機憑借所有低溫燃料和低溫氧化劑都能用于冷卻燃氣渦輪和主燃燒室管壁的優勢，是現階段分級燃燒火箭發動機發展的極限。由于所有的低溫燃料和低溫氧化劑都能用于冷卻燃氣渦輪，因此燃氣渦輪的極限驅動功率可以做得更大，火箭發動機的室壓就可以做得更高。現有技術只有全流量火箭發動機這一種火箭發動機室壓能做到35Mpa。而全流量液氧甲烷火箭發動機是一種理論成本低廉、又不容易積碳的全流量火箭發動機，非常適合作為可重復使用火箭的發動機。

近日，Space X公司公布了第三代猛禽火箭發動機，簡稱猛禽3代火箭發動機。這是世界首款全流量液氧甲烷火箭發動機。據悉，Space X公司于2009年開始研發猛禽發動機，并在2019年7月首次測試成功，成為全球首款全流量液氧甲烷分級燃燒火箭發動機，目前已經開始量產第三代猛禽全流量火箭發動機。

猛禽3代火箭發動機相比初始版本變化可謂脫胎換骨

猛禽火箭發動機從V1發展到V3，體形基本不變，直徑仍是1.3米，高3.2米，真空比沖仍為350秒，但是主要指標均發生巨大變化。

1、外形極大簡化。噴管上方外露管線極大減少，外形變得極度簡潔。

2、整機重量減掉26.7%。重量從初版2.08噸減少到1.525噸。

3、推力反增加51%。海平面推力從185噸提升到280噸。

4、推重比接近翻倍。從92.5提升到183.6。

5、造價預計減少87.5%。從200萬美元減少到25萬美元。

6、室壓提升40%。從25Mpa提升到35Mpa，堪稱世界之最。

簡而言之，猛禽3代全流量液氧甲烷火箭發動機是迄今為止最先進、性能最高、性價比最高的全流量分級燃燒循環火箭發動機，相比猛禽1代堪稱脫胎換骨。

星艦一級采用33臺猛禽發動機，如果由第一代猛禽發動機換成第三代猛禽發動機，那么僅需22臺就能超過原有推力。簡單計算就能算出，理論上星艦采用第三代猛禽發動機以后，其一級減重可達35.4噸！這是相當驚人的指標。如果再把二級減少的重量加進去，那減重效果就更加驚人了。

我國能不能造出中國版猛禽3代全流量火箭發動機？

猛禽3代全流量火箭發動機基于猛禽1代全流量火箭發動機改進迭代2次發展而來，前后歷經5年左右。因此，只要我能造出全流量液氧甲烷火箭發動機，那么造出中國版猛禽3代火箭發動機就只是時間問題。

全流量火箭發動機的技術難點主要集中在富氧預燃室、富燃預燃室、主燃燒室三大件上面。目前的高壓補燃氫氧火箭發動機采用的就是富燃預燃燃氣渦輪驅動，而高壓補燃液氧煤油火箭發動機采用的是富氧預燃燃氣渦輪驅動。目前我國已經掌握高壓補燃氫氧火箭發動機技術和高壓補燃液氧煤油火箭發動機技術。利用現有技術進行整合測試就能造出全流量液氧甲烷火箭發動機。

由此可見，我國造出中國版猛禽3代全流量液氧甲烷火箭發動機只是時間問題。

我國全流量液氧甲烷火箭發動機研制進展情況

公開資料顯示，我國已有2款200噸級全流量液氧甲烷火箭發動機處于研制階段。

1、國家航天部門200噸級全流量液氧甲烷火箭發動機YF215已完成技術驗證。

我國航天六院研制的YF215全流量液氧甲烷火箭發動機于2023年5月15日成功進行燃氣發生器點火測試。

2024年4月份，我國運載火箭與航天工程的權威專家龍樂豪院士在講座中提到，我國海平面達200噸級推力的全流量補燃循環甲烷機YF-215已經完成技術驗證，進行了長達千秒的試車工作。按照“八年九機”計劃，這款發動機最遲2028年就會完成研制。從目前的進度來看，有望提前到2026年。

2、藍箭航天計劃2027年研制出200噸級全流量液氧甲烷火箭發動機。

公開資料顯示，2021年底，藍箭航天啟動了200噸級全流量分級燃燒循環液氧甲烷發動機論證與研究工作，發動機代號“藍焱”（BF-20），海平面推力為2200kN，室壓26Mpa。目前，該型號已確定了發動機技術方案，預計將在2025年進行發動機整機試車，2027年完成發動機研制。

從進度節點來看，我國的200噸級全流量液氧甲烷火箭發動機與美國的進度差距不超過8年。在此強調一點，這個只是進度差距，而不是技術差距，因為現階段全流量火箭發動機所需的關鍵技術我國均已掌握，只是我國這類發動機啟動研制時間比較晚，才導致進度落后于美國Space X公司。

客觀來講，Space X公司的“星艦”確實很強大，但它與現有火箭相比沒有本質差別，起飛方式和動力都沒有本質差別。

為換道超車，我國應重點發展空天飛機

現有技術能夠造出的火箭發動機最高真空比沖不會超過470秒。而全流量液氧甲烷火箭發動機再厲害，其真空比沖也還是比不上高壓補燃氫氧火箭發動機或者膨脹循環氫氧火箭發動機。全流量液氧甲烷火箭發動機理論比沖只能達到390秒，本質是仍然是一種火箭發動機，再怎么吹捧也改變不了它只是一種火箭發動機的事實。

我國已經造出領先美國至少20年的JF22超級風洞，憑借這款黑科技裝備，我國的高超音速飛行器研制進度領先世界各國。其中就包括具有劃時代意義的空天飛機。

空天飛機之所以堪稱劃時代裝備，主要原因是它采用的是等效比沖遠高于火箭發動機的新概念發動機，最終將實現單級入軌。這種航天裝備不依賴火箭發射架，可在機場自主起降，未來有望像民航客機那樣實現航班化，入軌成本有望低于可重復使用火箭。因此，我國不應該只是簡單跟在美國Space X公司后面發展全流量液氧甲烷火箭發動機和可重復使用火箭，更應該利用我國的風洞技術優勢，重點發展新概念發動機，力爭通過空天飛機技術路線實現航天運載工具的換道超車。

令人欣慰的是，目前我國航天決策部門似乎早已意識到這點，試圖復制汽車領域“通過新能源汽車技術路線換道超車”的成功經驗。

此前本博主也曾發文介紹過我國的空天飛機研制進展情況，結論就是領先世界各國。有興趣可以自行搜索“空天飛機”了解。