（星舰升空瞬间，注意下方的游艇与火箭尺寸的对比）

美国Space X公司的“星舰”首发失利。初步总结的原因是发动机出现故障，导致星舰失去高度和速度，被迫空中自毁。

（火箭从点火到自爆，发动机状况不断，明显能看到数台发动机失效）

(相关资料图)

虽然这次发射失败了，但是发射过程依然极为震撼，星舰火箭组合体重量超过5000吨，相当于一艘护卫舰，33台发动机点火后快速升空。

（发射台前后对比图，从现场工人身高对比，可以看出破坏力之大）

谁也没想到，巨大的推力扯碎了钢筋混凝土的发射台，吹飞厚实的水泥地面后刨出一个巨坑。附近的设备、拍摄器材和车辆都受波及，被一块块飞石砸坏，整个发射场地一片狼藉。

（发射后不久，10公里外的民众甚至遭遇了颗粒雨）

星舰的发射台可是相当巨大混凝土的建筑，结果短时间内几乎土崩瓦解，混凝土被吹飞，只留下一捆捆的钢筋。发射后不久，10公里外的民众甚至遭遇了一阵颗粒雨。

星舰的动力，为何如此强悍？仅仅是因为堆砌了发动机数量吗？并非如此。

（星舰点火后飞沙走石，周围一片狼藉，汽车还挨了一下石头）

【星舰动力有些特别】

星舰采用了Space X公司研制的猛禽（raptor）发动机，它采用液态甲烷作为燃料，也是全球第一种液氧/甲烷火箭发动机。为何要换成液态甲烷作为燃料？因为甲烷作为火箭燃料拥有诸多优势，首先就是价格低，甲烷可以从天然气之中提取，并且方法比较简单和容易，因此成本和价格很低。液态甲烷的价格远低于液态氢。

（星舰体型吨位超过以往飞行器，燃料吨位也不低）

运载火箭起飞的时候大部分重量都是燃料，燃料价格降低就会显著减少火箭的发射成本。甲烷也是一种安全的燃料，它无毒环保，对于发射场所要求低。甲烷密度比氢气要高的多，大约在6倍左右，同样体积和重量，甲烷的贮存箱比氢气要小，有利于控制火箭重量，这样又能进一步降低发射成本。

（猛禽发动机比梅林发动机大不少，使用甲烷燃料）

【甲烷更方便火箭复用】

甲烷最大优势莫过于重复使用性能好。新世纪运载火箭发展方向就是重复使用，以便降低发射成本和费用。甲烷在这方面优势巨大，在烃类燃料之中，甲烷粘性最小，但进入燃烧室后又会迅速蒸发变成气态，燃烧速度快，稳定性好，调节推力也比较方便。

（猛禽使用的甲烷方便液化，也方便气化，储存与燃烧都很便利）

烃类燃料另外一个缺点就是容易积碳、结焦点，前者会堵塞发动机管路，造成发动机故障，甚至会造成火箭爆炸，后者会附着在燃料室内壁上面，影响热量传导和冷却。甲烷分子只有一个碳原子，不存在碳-碳键裂化问题，因此不容易碳。另外它比热大、燃料效率高，不容易结焦，这样可以让冷却液带走更高的热量，提高发动机的可靠性。

（烃类燃料积碳测试，对复用发动机来说清理积碳很麻烦）

甲烷这些优点让甲烷火箭发动机具备了优异的可重复使用性能。根据欧洲航天局研究的结果，甲烷火箭发动机可以重复使用60次，工作时间长达9000秒。中国航天工业对国产60吨级甲熔火箭发动机进行仿真试验之后也得出结论，国产甲烷火箭以重复使用50次，工作时间接近10000秒。推力室缩比部件热考核超过30次无异常，而同样条件下液氢发动机5次就出现裂纹等故障。

（生产与测试猛禽发动机。星舰起飞需要33台猛禽）

【造猛禽发动机，有美军相助】

正是考虑到上述优点，Space X决定新一代猛禽火箭发动机以液态甲烷作为燃料。Space X将猛禽发动机定义为未来行星间推进系统，希望猛禽发动机重复使用次数达到1000次。

猛禽发动机虽然是Space X自力发展的项目，但是2016年美国空军也提供了部分经费，支持这种发动机发展，这个动向显现美国空军对猛禽发动机有着浓厚的兴趣。

（星舰和猛禽发动机结合，创造出这个庞然大物）

猛禽发动机长度为3.1米，直径为1.3米，质量为1600公斤。采用全流量分级燃料，2台涡轮泵，第一阶段起飞推力为185吨。2022年Space X公布了猛禽2.0版，它的起飞推力提高到230吨，另外还对发动机结构进行了优化，结构更加简单也更坚固。这意味着星舰起飞时拥有7500吨的推力，能顶起一艘轻载状态下的阿利·伯克I型驱逐舰。

（星舰的羽流长度，比舰体还要长不少）

【不但复用，还年产500台】

成本和价格方面，Space X公司将猛禽发动机最初成本定在100-200万美元左右。这个价格已经远小于现有的同规格火箭发动机，不过Space X还准备提高生产规模和速度，进一步压缩发动机价格。马斯克在2022年年初就公开表示，Space X现在一天至少就能攒一台猛禽发动机，这就意味着理论上Space X一个月左右就能攒出星舰火箭组合体需要的发动机。

Space X公司将猛禽发动机生产规模定在500台/年，成本下探到25万美元，后续年产能有可能还会增加到800台的恐怖数据。

（2022年11月，猛禽发动机产量就已突破200台）

从这里我们可以看到猛禽发动机，对于Space X未来发展至关重要。Space X肯定会继续推进猛禽发动机和星舰项目。美国军方也在为这个项目提供支持，除了先期投入一定的研制费用之外，2017年美国空军又向Space X提供5000万美元，研究用猛禽发动机用于美军的军用载荷发射。

（中美俄几款火箭大小对比图）

尽管星舰第一次发射失败，我们不能对此掉以轻心，对于猛禽发动机发展给予足够的重视。因此我们要加快国产液态甲烷火箭发动机发展，为未来国产重复使用运载火箭发展提供可靠动力。

（200吨级甲烷发动机，中国正在努力）

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