SpaceX 猛禽3火箭发动机解析
Credit: mcrs987这张图展示了太空探索技术公司（SpaceX）的猛禽3（Raptor 3）火箭发动机内部复杂的相互作用和流动路径，是SpaceX在火箭推进技术上的巅峰之作。
猛禽发动机是为星舰（Starship）设计的全流量分级燃烧循环引擎。该引擎使用液态甲烷（CH4）和液态氧（LOX）作为推进剂。
主要组件和流动路径
氧气（LOX）和甲烷（CH4）供应:
LOX（液态氧）通过左侧的氧气涡轮泵组件进入引擎。
CH4（液态甲烷）通过右侧的燃料涡轮泵组件进入。
预燃器:
氧气预燃器: 有8个可变喷嘴类型的氧气预燃器，这些预燃器部分燃烧LOX和一些甲烷，以产生高压气体驱动涡轮。
燃料预燃器: 有一个同轴类型的燃料预燃器，部分燃烧甲烷和一些氧气。
涡轮泵:
氧气涡轮泵（OX Turbopump）: 有两个LOX叶轮和两个LOX涡轮。
燃料涡轮泵（CH4 Turbopump）: 有两个CH4叶轮和两个CH4涡轮。
燃烧过程:
图中展示了引擎全程的再生冷却（regen cooling），在注入燃烧室前使用燃料和氧化剂进行冷却。
喷注器歧管: 这是推进剂最终混合并注入燃烧室的地方。
燃烧室: 热气体歧管将燃烧气体引导通过喷嘴，提供推力。
冷却和流动:
薄膜冷却歧管: 通过在燃烧室和喷嘴壁上注入一层较冷的推进剂薄膜，提供额外的冷却，保护引擎免受极端高温的影响。
放气（Bleed）: 一部分推进剂被分流用于其他目的，如冷却或驱动其他系统。
阀门和点火:
主燃料阀: 控制甲烷流入引擎。
点火器: 主燃烧室使用火花 Torch 点火器，没有N2 清洗线。
操作参数
推力: 海平面2745 kN（280tf），比冲350s。
燃烧室压力: 300 bar（30 MPa）。
质量: 1525 kg。
节流范围: 40-100%。
排气速度: 3582 m/s。
质量流量: 800 kg/s。
推进剂比: 3.6:1（78% O2, 22% CH4）。
独特特征
取消热交换器: 简化设计，减少额外冷却系统的需求。
自生式储箱加压: 使用推进剂本身来加压储箱，减少复杂性。
材料: 关键组件采用3D打印的单晶超合金制造，提高耐用性和性能。
逆向旋转涡轮轴: 提高效率并减少振动。
颜色说明
黄色/橙色: 甲烷在不同状态（液态、气态、热的、冷的）。
蓝色/紫色: 氧气在不同状态。
红色: 燃烧产物。
绿色: 用于加压和其他用途的氦气。
黑色: 用于清洗的氮气。
灰色: 阀门。
注：以上对图片解释的文案由Grok 2生成。
猛禽3发动机发布
SpaceX在2024年8月2日发布的首台猛禽3发动机。
猛禽3发动机（Credit: SpaceX）
该发动机集成冷却系统，无需隔热板，焊缝和接缝比2代更少。是SpaceX“the best part is no part!”工程哲学的完美体现。
猛禽1、2、3发动机比较（Credit: SpaceX）
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