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在透露完成第 200 个猎鹰上级和 Merlin Vacuum 发动机的第二天,SpaceX 宣布它最近还完成了 Starship 的第 200 个升级猛禽发动机的制造。

星际飞船——以及延伸的猛禽——尚未进入轨道,而且可能还需要数年时间才能触及猎鹰上级和 MVac 已确立的成功和可靠性的表面。 但与 MVac 相比,Raptor 更复杂、更高效、强大两倍多、承受的压力更大,而且年轻三倍。

Raptor 2 并不是引擎的第一个版本。 在 SpaceX 交付其首个 Raptor 2 原型机之前,它在 2018 年 2 月开始全面测试至 2021 年 7 月期间制造了 100 台 Raptor 1 发动机。到 2021 年底或 2022 年初,当 Raptor 2 接手时,Raptor 1 发动机的总数产量可能达到了 125 到 150 之间——令人印象深刻,但与 SpaceX 的 Raptor 2 雄心相比显得苍白无力。

从一开始,Raptor 2 的目的就是让未来的 Raptor 更容易、更快、更便宜地制造。 最终目标是最终将猛禽 2 号的生产成本降低到每吨推力 1000 美元,或者在猛禽 2 号目前 230 吨(约 510,000 磅力)推力的目标下降低 230,000 美元。 截至 2019 年年中,马斯克报告称,每个早期的 Raptor 1 原型机成本“更多的” 超过 200 万美元,结果是 185 吨推力(每吨约 11,000 美元)。 目前尚不清楚这种情况是否有明显改变。

作为回应,SpaceX 努力使 Raptor 2 尽可能简单,消除了主要、次要和三次管道迷宫的很大一部分。 2022 年,首席执行官埃隆·马斯克证实,SpaceX 甚至为 Raptor 2 的主燃烧室拆除了一个复杂的火炬点火器系统。 所有这些简化使得 Raptor 2 在理论上更容易构建,而 SpaceX 的生产数据不仅证实了这一理论。 尽管进行了这些简化,SpaceX 还能够通过仅牺牲 Raptor 1 1% 的效率将 Raptor 2 的推力提高 25%。

最后一个 Raptor 1s 与第一个 Raptor 2s 之一。 (太空探索技术公司)

从 2018 年 2 月首次交付开始,SpaceX 在大约 36 个月内生产了第一批 100 台 Raptor 1 发动机。 在猛禽 2 号生产的前 11 到 12 个月内,SpaceX 已经交付了 200 台发动机。 这相当于平均吞吐量的至少六倍,但真实数字甚至更高。 2019 年 6 月, 马斯克表示 SpaceX 的目标是 [to build a Raptor] 到年底每 12 小时发动机一次。” 通常情况下,实现这一进展需要更长的时间。 但在 2022 年 10 月,美国宇航局阿尔忒弥斯计划的一名高级官员 透露 SpaceX 最近实现了每天持续生产一台 Raptor 2 发动机,持续整整一周。

如此高的速度——可能使猛禽成为历史上生产速度最快的轨道级火箭发动机之一——是必要的,因为 SpaceX 的下一代星际飞船火箭需要大量的发动机。 Starship 上级目前需要三个海平面优化的猛禽和三个真空优化的猛禽,SpaceX 计划将其增加到九个发动机。 Starship 的超重型助推器由 33 架海平面猛禽提供动力。

Booster 7 和 Ship 24 展示了一组 39 只猛禽。 (太空探索技术公司)

轨道级版本的 Starship 和 Super Heavy 从未飞行过,更不用说展示成功回收或再利用,因此 SpaceX 必须在每次轨道试飞将消耗 39 架猛禽的假设下运行。 即使在超重型助推器或星际飞船的重复使用变得可行之后,SpaceX 仍希望制造一支由数百甚至数千艘星际飞船和类似数量的助推器组成的舰队。 为了装备这支庞大的舰队,SpaceX 必须以前所未有的规模大规模生产轨道级猛禽发动机。

但是,SpaceX 可能需要数年(如果不是十年或更长时间)才能尝试创建大型舰队。 如果 SpaceX 已经在制造的 Raptor 2 发动机具有适度的可靠性和可重复使用性,并且不需要超过 5 到 10 次轨道试飞就可以开始重复使用星际飞船和超重型助推器,那么每天一台发动机的生产率可以说已经足够好以支持未来几年现实的发动机需求。

SpaceX 的首次轨道星舰发射尝试最早可能在 2022 年 12 月进行,尽管更有可能在 2023 年第一季度进行。 SpaceX 目前已获准在其位于德克萨斯州的 Starbase 设施中每年进行多达五次轨道星际飞船发射,并且可能会尝试在 6 至 12 个月内通过几次背靠背试飞充分利用这一优势。

SpaceX 运送 Starship 的第 200 台升级后的猛禽发动机

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