先來說這個商業航天公司成功的秘訣：全靠炸出來！

以前隻聽過碳纖維造火箭，鋁合金造火箭，沒有聽過用不鏽鋼造火箭吧！不得不說火箭狂人的稱号不是白給的，SpaceX目前在用不鏽鋼材料制作巨型火箭。這是自20世紀50年代末不鏽鋼材料首次用于航天器的制造。

我們知道用碳纖維和鋁合金造火箭外殼是由于強度夠大，且重量更輕，而星艦和“超重型”火箭助推器的設計改為用特殊的不鏽鋼合金。這樣的做法确實有點違反常理，畢竟人類航天發展那麼多年都沒有嘗試用不鏽鋼作為火箭材料，無外乎就一個原因：太重了。全不鏽鋼外殼太重，一般的火箭發動機推力不足或者就是浪費太多燃料，而為什麼SpaceX敢用，這不僅得益于不鏽鋼本身的一些特性，更重要的是一款性能逆天的火箭引擎。

SpaceX的猛禽發動機是一款以甲烷為燃料的全流量分級燃燒循環發動機，也是人類曆史上第一個投入使用的全流量循環發動機，其開發難度非常之大，以至于從未有過同類發動機上天。猛禽發動機不但使用了一種近乎瘋狂的發動機循環方式（開式循環），還要使用液态甲烷作為燃料，而這也是運載火箭中前無古人的舉措。至于為什麼用甲烷，據說火星上有豐富的甲烷，馬斯克認為，未來無論是去火星還是飛到月球，降落下去之後能再次起飛很重要，否則就真成了“單程票”，上去的宇航員一去不複返，生意就玩砸了。

猛禽是一款液氧甲烷發動機，之所以選甲烷而不用液氫或煤油，是因為有研究表明火星上存在有大量的甲烷，以後去火星添加燃料比較方便。

推力面積比最高：僅僅1.3m噴管直徑能提供200噸級推力，甚至比固推更高，如果多發動機并聯可靠性能完全證明（FH已初步證明），那麼推力面積比将比推力更重要。例如現在推力最大的RD-171直徑3.8m，而四台猛禽放在一起，直徑不過3m左右，加在一起推力也是800噸級。SpaceX設計的SH，直徑9m，如果使用F1，隻能放下5台，總推力35MN；使用RD-171，7台都勉強，總推力56MN，而使用猛禽，可以放下37台，總推力超過72MN。與此同時還是同級别發動機中價格最低的！

雖然猛禽發動機的單個參數并不出衆，但把所有特性合起來就很逆天了。可以理解為一個參數勉強夠用，但是具有高可靠性和低成本，完全為重複使用優化的發動機。由于全流量循環天生具有高比沖特性，因此未來會有很大的發展空間，現在參數低的版本隻是解決有無問題。

猛禽發動機推力控制還存在不小的問題，為什麼呢？因為SpaceX現在還不能随心所欲地控制它的推力大小，你隻要一點火，它就會飛到很高的地方。所以在試驗中，SpaceX把三台發動機減為一台，讓它斜着推這個大鐵桶。

火箭處于傾斜的狀态飛行 火箭處于傾斜的狀态飛行

盡管燃料不值多少錢，但鑒于之前星艦在試飛時炸了好幾次，為了預防萬一并減小損失，燃料箱裡隻加了很少的推進劑，這樣大鐵桶就變得更輕。這對于推力達200噸的猛禽發動機來說是個難題：火箭太輕，猛禽又太猛，為安全起見又不能加太多燃料，飛行變得很難控制。

于是SpaceX用25噸的大鐵塊來給火箭加重，這也就有了巨大不鏽鋼圓桶的發動機似乎裝歪了，并且它的頂端還安裝了一個四方形的鐵盒子（這是什麼操作）

裝置頂端的巨大鐵盒子裡邊也并不是什麼高精尖的設備，它隻是一個重達25噸的配重塊。隻佩服猛禽發動機，果然是大力出奇迹！

火箭給力隻是一方面，SpaceX前期也嘗試尋找尋找一種先進的碳纖維結構，但進展非常緩慢。碳纖維成本為每公斤135美元，并且有大約35％的報廢率——比如你切割纖維，所以實際成本接近每公斤200美元，而不鏽鋼則隻有3美元。

用普通的鋼不行嗎？大多數鋼在溫度極低的時候，非常容易斷裂的，但對于鉻鎳含量高的不鏽鋼卻并非如此。鉻鎳會增加了不鏽鋼的強度，并提高其延展性。所以，即使在零下330華氏度，這種不鏽鋼會有12％到18％的延展性，非常有韌性，非常堅固，沒有碎裂問題，同時鋼還具有比其他金屬更好的斷裂韌性，而斷裂韌性可随溫度而變化。與此同時高質量不鏽鋼的特性，不易發現的一點是，在低溫下其強度會提高50％。

鋼的另一個優點：它具有高熔點，比鋁高得多。雖然碳纖維不會熔化，但纖維樹脂在一定溫度下會被破壞。所以通常鋁或碳纖維的材料需要一個穩定的工作溫度，大約被限制在300華氏度（約150攝氏度）左右。400華氏度基本就到達極限了。材料會變弱，有些碳纖維雖然可以承受400華氏度，但是強度方面就會縮水。但鋼鐵可以達到1500～1600華氏度。使用鋼材可以使接口點的溫度承受能力提高5倍，同時也意味着，對于鋼結構來說，後殼的背風側不需要任何隔熱設備。

SpaceX公司确确實實是在試着建造去火星的“星艦”飛船，它的直徑達9米，高度超過40層樓。星艦設計為兩級，其中一級火箭高達70米，由31台“猛禽”液氧甲烷發動機推進；二級飛船也有50米高，配備6台猛禽發動機，是名副其實的超重型火箭，據說開始就弄了20個原型機，爆一個發一個，不知道最後20個原型機能不能剩下幾個，這樣說SpaceX選擇用不鏽鋼似乎有人家的道理，不是嘛？

馬斯克的火星殖民夢

星艦發動機飛行試驗

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