第三代猛禽初露真容，用于下代星舰

传说中的第三代猛禽发动机终于初露真容，并且开始量产。

8月3日，马斯克在X平台上首秀新一代猛禽：Raptor V3 SN1，即第三代猛禽1号机，编号SN1。并附文称：「简化了猛禽发动机、内化二次流道，以及为暴露组件添加了再生冷却，这些工作量是惊人的。因此第三代猛禽无需热防护罩，取消了热防护罩本身重量和复杂性，还有灭火系统。相比于二代猛禽，三代猛禽更轻、推力更大、效率更高。」

对此解读如下：

内化二次流道（internalize secondary flow paths）就是将猛禽发动机中的一些次要气流通道整合到发动机主体内部，而不是作为外部附件。对于追求更轻更简的第三代猛禽来说，这是一个重要的技术进步。内部化二次流道具体包括：再生冷却通道、推进剂预冷却通道、辅助气流通道。内化再生冷却通道，用于吸收发动机壁面热量并实现再生冷却的通道整合到发动机核心结构内部，这可以降低外部管路和连接件的质量和复杂度。内化推进剂预冷却通道，用于预冷推进剂的通道内部化，整合到发动机结构中，这样可以提高系统的紧凑性和整体性能。辅助气流通道用于喷口、隔热板等辅助系统的气流通道，这进一步简化了发动机的外部结构和管路布置。

总的来说，通过内部化二次流道，让猛禽发动机的整体设计得到进一步优化和简化。这不仅降低了质量和复杂度，也有助于提高发动机的可靠性、性能和复用性。

再生冷却系统是一种常用于火箭发动机冷却的技术，主要优点包括：利用发动机废热，提高整体热效率；能够有效冷却发动机关键部件；结构相对简单，可靠性高；重量和空间需求较低。

猛禽的再生冷却系统，在此基础上还具有4项特点：①冷却通道内部集成。猛禽发动机将再生冷却通道完全内部集成到发动机结构中，而不是采用外部管路。这种内部集成设计大大简化了结构，降低了质量和复杂度。②高效热传递。通过优化内部通道形状和材料，猛禽的再生冷却可以实现非常高效的热量传递。这有助于最大限度地吸收发动机壁面的热量，提高整体热效率。③轻量化设计。内部集成的再生冷却系统比传统外部管路方案要轻很多。这对于追求低重量的猛禽发动机来说是一大优势。④可靠性提高。内部集成设计降低了管路连接等薄弱环节，提高了系统的可靠性。这对于承受高温高压工况的火箭发动机来说很重要。

总的来说，猛禽发动机采用的再生冷却系统集成度高、传热效率高、重量轻，是一种非常先进和优化的设计。这些特点都有利于提高猛禽发动机的整体性能和可靠性，对未来猛禽实现高效、复用具有重要价值。

第三代猛禽另一个突出特点，就是取消了热防护罩。这一设计决策主要有以下考虑：①内部化冷却系统。猛禽发动机将再生冷却系统的管路和通道全部内部集成到发动机结构中，而不是采用外部管路。②精密热管理。通过优化内部热流通道和冷却系统，猛禽发动机能够精细地管控各部件的热平衡。这使得外部热防护罩的作用大为降低，甚至可以完全取消。③简化结构。取消热防护罩后，第三代猛禽发动机的整体结构大幅简化，减少了组件数量和复杂性。④提升性能。摆脱热防护罩的限制后，第三代猛禽发动机还能获得更好的空气动力学性能，进而提高发动机的工作效率和推力性能。

总之，按照著名的「马斯克五步工作法」原则，星舰团队最大化地删除了可有可无的部分。「最好的部分就是不需要的部分。」

无论是超强运力还是超大空间，都离不开高性能发动机。星舰采用猛禽（Raptor）液氧甲烷发动机，属于SpaceX自研的全世界第一款实用化量产的全流量分级燃烧循环（FFSC）发动机，是所有火箭发动机类型中性能最高的。猛禽采用全流量分级燃烧循环，主要优点是发动机燃烧循环方式包含两个预燃室，富燃预燃室驱动燃料泵，富氧预燃室驱动氧泵，氧化剂和燃烧剂以气态进入燃烧室，混合比3.6，不仅燃烧更加充分，而且温度有效降低，从而显著提升涡轮泵使用寿命，延长发动机寿命，大幅提升使用次数。根据马斯克的说法，单台猛禽发动机设计可执行1000次飞行，且不必大修翻新，旨在达到航空级别的安全可靠水平。

猛禽发动机采用甲烷作为燃烧剂的主要优点：燃烧比煤油更清洁，发动机焦化更少，有利于重复使用；价格便宜，且可以在火星上通过萨巴蒂尔反应（Sabatierreaction）就地制取，从而能够满足未来火星探索的需求。

猛禽发动机可以说是星舰最终实现可快速完全复用的最强太空运输系统的第一推动力。自2012年正式开发以来，历经全尺寸原型机、第一代样机、第二代量产，如今快速进化到第三代。迭代特点：一代比一代结构简洁、进化更快、质量更轻、推力更大、效率更高、复用更强、造价更低。

当然，简化背后是复杂的，必须有化繁为简的能力，复杂进化的过程。

三代猛禽主要参数如下图所示▼

第三代并非猛禽的最终版本，SpaceX正在开发更理想的终极版猛禽（Raptor X），项目代号1337。性能目标：海平面版330吨；真空版350吨；燃烧室压450巴。量产后将用于第三代星舰，每台生产成本目标是每吨推力1000美元以下。

正如马斯克所说：技术不会自动进步，星舰不会自动进化，任何点滴的进步都需要人们不懈推动。永不满足地创新，不知疲倦地迭代，正是写入SpaceX基因里的公司编码。