猛禽 2
全流量分级燃烧甲烷美国SpaceX首飞 2023
史上第一款投入实际飞行的全流量分级燃烧(FFSC)发动机。
- 单台推力
- 2,255 kN
- 真空比冲
- 350 s
- 燃烧室压力
- 300 bar
- 在用型号
- 1
这台发动机的喷管不是画出来的,是算出来的:由推力与燃烧室压力反算喉部面积,再按扩张比放大到出口。用 F-1 验算,这套算法给出的喉径、出口直径与喷管长度都与公开尺寸吻合。
换来了什么
- 燃料与氧化剂各有一个预燃室,两股燃气全部注入主燃烧室——没有任何推进剂被排掉
- 流经涡轮的是全部流量,同样功率下涡轮温度可以低几百度,寿命大幅延长,这对「不检修连飞 N 次」是决定性的
- 燃料泵只接触富燃燃气、氧化剂泵只接触富氧燃气,不需要跨介质密封(这是富氧分级燃烧机最难的部分)
- 室压 300 bar 以上,可节流到约 40%,满足着陆需求
- 甲烷燃烧洁净不积碳,且可在火星用萨巴蒂尔反应就地生产
代价是什么
- 两套预燃室、两套涡轮泵,是所有循环里研制难度最高的——苏联 RD-270 与美国 IPD 都做过样机但从未上天
- 极高室压对材料、密封与燃烧稳定性的要求全面提高
- 33 台并联带来的启动时序、共振与故障隔离问题,在前几次试飞中反复暴露
推进剂
甲烷 / 液氧
比冲与密度居中,燃烧洁净不积碳,与液氧温差小便于共底贮箱——近十年可回收火箭的共同选择。