马斯克是脑洞大还是执行强：水塔技术造火箭，降落火星不只是梦

作者：科学声音吴京平
猛禽发动机采用了全流量分级燃烧的设计，这种设计相当高效。海平面比冲334 ，真空比冲361 ，比煤油高一点，比氢氧机低一点，总推力310吨，而且甲烷从各方面来讲都是非常适合马斯克需求的一种燃料。
但是有个疑问我们还没有回答呢，甲烷会不会积碳结焦呢？其实上个世纪80年代末，我们也是做过相关实验的，甲烷、丙烷和煤油都可以当做火箭燃料，煤油是最容易积碳的，丙烷次之，甲烷是最少的。结焦的顺序也是煤油最多，丙烷次之，甲烷最少，甲烷更不容易结焦。

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图：猛禽发动机在斯坦尼斯航天中心测试预燃室
对于全流量分级燃烧的发动机来讲，富燃的预燃室产生高压燃气，吹动涡轮泵，输送燃料到火箭的燃烧室，本来就是不完全燃烧。燃料中灰分在几千度的高温下会被变成液体甚至是气体，碰到温度低的东西就会发生凝结。碰上管道之类的玩意儿，但凡温度比燃烧室低一大截，灰分就凝固在了表面上，冬天玻璃窗上的雾气和霜花也是一样的道理。积累起来就成了积碳和结焦。煤油的含碳量更高，更容易发生结焦的情况。燃料越是单纯，越容易控制，煤油的成分实在是太复杂了。
猛禽发动机的设计大量使用了电脑模拟计算，他们自己开发了相关的模拟软件，如今比特币挖矿都知道用显卡加速，他们的模拟软件自然也是用到了，这也是他们的一大特点吧。
猛禽发动机的研发计划是从2009年开始的， Spacex的一大特点就是最开始的设计方案和最终的成品之间差很大。最开始他们在氢氧发动机方面做了不少的而研究，目标也是制造一个二级火箭用的发动机，但是等到2012年正式宣布这个计划的时候，发动机变成了液氧甲烷方案。而且也成了主力发动机。
猛禽从2014年开始部件测试，分级燃烧嘛，预燃室能不能达到要求，这是可以先行测试的。猛禽发动机有40%的零部件是3D打印制造的，能够提高性能，而且能省钱，何乐而不为呢？SpaceX从来都会紧跟新技术。

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图：2016年9月25日，猛禽火箭发动机在德克萨斯州McGregor测试场首次测试点火
2016年9月份就进行了完整发动机的测试工作。到了2017年9月，他们完成了1200秒的发动机测试，这是多次测试加在一起的结果，最长的一次测试是100秒。
至此，猛禽发动机是可以实用化了。但是迭代从来就没停止过，猛禽的性能也还是在一点一点的提高，如今猛禽的燃烧室室压已经超过了RD180 ，成了世界上室压最大的火箭燃烧室。