利維坦按：SpaceX公司是美國一家私人太空運輸公司，以成本控制聞名。公司首席執行官埃龍·穆斯克（ElonMusk）曾在公司網站發表過一封信件，題為“為什么美國可以擊敗中國：SpaceX公司費用的事實”。他十分自豪的提到了在《航空周刊》報道中，中國長城公司承認他們無法與SpaceX公司在價格上競爭，并認為這是美國創新戰勝了更廉價的海外勞工的典型事例。
他們的終極目標是開展火星殖民，并采用靈活的研發機制和推動火箭復用技術的各項研究。
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文/聯合帝國
SpaceX公司負責推進系統的副總裁和創始人之一的湯姆·穆勒（TomMueller）已經透露該公司正深入開發第一種全流量甲烷液氧火箭發動機，這種發動機綽號猛禽，9臺這種極為強大的發動機裝在一個或者三個芯級上將用于SpaceX公司超重型運載火箭（SHLV）未來前往火星的任務。
猛禽發動機的歷史
SpaceX公司已經證明他們生產的發動機極具創意，尤其在開發和制造成本上更是咄咄逼人，同時，盡管他們的技術很新穎，但是多少都有一定的驗證基礎。
測試中的默林（灰背隼）1D發動機
比如，先進的默林（灰背隼）1D發動機有著商用領域最高的推重比，有著美國有史以來最高效的RP-1燃氣發生器，還可能有著世界上最好的推力/成本關系，但這個燃氣發生器是基于最基本的渦輪泵輸送系統火箭發動機循環工作。事實上，該公司一直在為其火箭發動機以及推進器發展最簡單的循環方式和推進劑?？墒?，對于更高要求的任務，很可能需要更高技術的方式來實現，特別是對于火星殖民體系而言，需要一種可完全重復使用的火箭技術。
2010年7月30日，在美國航空航天學會（AIAA）聯合推進會議上，SpaceX公司的麥格雷戈火箭開發設施主管湯姆·馬庫斯克（Tom Markusic）提供了兩個系列的兩級探索型發射器和為它們量身訂造的兩種新型火箭發動機在計劃初始階段的信息。
SpaceX公司的獵鷹運載火箭家族
默林（灰背隼）2發動機方案
這兩型火箭分別是直徑6米的獵鷹X和直徑10米的獵鷹XX，其中第一種發動機是一種帶燃氣發生器循環的煤油/液氧動力發動機，它可能甚至比土星V號火箭（用于阿波羅登月）上的F-1發動機更為強大，這種發動機將用于獵鷹X和獵鷹XX的第一級，被稱為默林（灰背隼）2的這種發動機，預計海平面推力將有170萬磅，真空推力可達192萬磅，作為此種發動機中最高效的一型，它的比沖（衡量推進劑使用效率的標準）甚至好過目前的默林（灰背隼）1D發動機。
可是最有趣的莫過于猛禽發動機，它打破了SpaceX公司的傳統，這種發動機引入了一種新的推進劑和一種新的發動機循環模式。
測試中的美國航天飛機RS－25發動機
生產的RS－25發動機
猛禽發動機開始被設計為一種分級燃燒的液氫液氧發動機，真空推力15萬磅，比沖470秒，以作為超重型火箭的上面級。經過真空優化，類似于強大航天飛機主發動機RS-25的迷你版，無論在效率（470秒Vs465秒）還是推力（15萬磅Vs2.5萬磅）上，猛禽都能夠擊敗當前最高效的發動機——噴氣飛機洛克達因公司的RL10-B2。
對于一家專注于低成本的公司來說，這條發展軌跡令人意外，因為這需要處理低溫液氫（華氏零下423.17度/-423.17°F/20.28開爾文）的專業知識，這遠冷過液氮（華氏零下321度/-321°F/77開爾文）、液氧（華氏零下297.33度/-297.33°F/90.19開爾文）或者液態甲烷（華氏零下258.68度/-258.68°F/111.66開爾文）。
氫也有一種脆化金屬的作用，作為推進劑，它需要該公司當前使用的RP-1/液氧（RP-1/LOX）燃料箱（SpaceX公司從他們獵鷹1時代起就開始使用）的三倍量。而且還要考慮到在發射臺必須實現一套雙燃料地面供給與支持設備，這將顯著增加運營成本和開支，而這正是該公司創始人埃龍·穆斯克（Elon Musk）一直以來力求避免的。
可是，在當年晚些時候，埃龍·穆斯克公開表示，那些介紹是基于“靈光一閃”和“各種設想的探討”，馬庫斯克不久后離開了公司，這引起了大家對他公開資料行為的更多猜測。
SpaceX公司正認真考慮使用分級燃燒甲烷發動機的第一個線索來自2011年5月，當時該公司在回復美國空軍可重復使用助推器系統高推力主發動機的信息需求時首次提及這一方案。美國空軍的需求指定了一組性能要求，這只能由極高性能的分級燃燒發動機所提供，比如俄羅斯的AJ-26-500或者RD-191，在需求中指定采用煤油和液氧作為推進劑。
SpaceX公司問及計劃主管是否對他們設計和計劃向其它客戶提供的發動機有興趣，以及是否使用RP和甲烷推進劑（可能連同飛行測試）是一個可以接受的回應。
由于該計劃指定的推力范圍是30萬磅到50萬磅，海平面最小比沖300秒，這就意味著SpaceX公司必須提供一種與默林（灰背隼）系列完全不同的發動機。
在后來的會議中，特別是2012年和2013年，埃龍·穆斯克指出未來火星殖民計劃采用的推進劑將是液態甲烷與液氧，相關的事實是希望它可以從火星獲得，這相比于液氫也更容易存貯和處理，比RP-1/LOX組合的體積只增加27%，燃料罐和推重比可以保持在一個最佳尺度上，他也提到將采用分級燃燒循環發動機。
此外，埃龍·穆斯克還介紹了神秘的MCT項目，后來發現這是火星殖民運輸艦的縮寫（Mars Colonial Transport），這個系統準備每次運輸100名殖民者，可以完全重復使用。
而到了2013年第二季度，一些消息表明猛禽發動機已突變為一種65萬磅推力的分級燃燒甲烷/液氧發動機。
一些推測指出，2010年俄羅斯可重復使用發射火箭MRKN研究競爭（已經解決了45萬磅推力），兩家主推進器公司各自提出了一種煤油和一種甲烷類型的分級燃燒發動機，即動力機械科研生產聯合體（NPOEnergomash）的RD-191發動機（煤油燃料）和RD-192發動機（甲烷燃料），以及化工自動化設計局（KbKhA）的RD-0162發動機（甲烷燃料）和RD-0163發動機（煤油燃料）。評估的第一個結論是甲烷是最好的推進劑選擇。
在大多數行業中，煤油和甲烷的性能基本相同，盡管煤油有一點優勢，但是甲烷被認為更有效。此外甲烷還有更好的重用性，而煤油會結焦，所以需要富氧化劑燃燒，這會對渦輪泵系統造成相當的腐蝕與侵害，對于煤油在發動機里燃燒后的殘留物需要昂貴的清洗甚至是重制。甲烷則可以通過燃料預燃來運作，基本上已經沒有結焦問題，而且有著更好的冷卻特性，如果從液化天熱氣來使用，它是最便宜和最豐富的燃料。
根據評審的信息，RD-0162實際運行推力可以達到133%，即提供60萬磅的推力，所以無論是俄羅斯還是SpaceX公司都決定了非常相似的推進劑解決方案。
SpaceX公司為猛禽批準了一個研發測試項目，這將在斯坦尼斯航天中心進行，該公司升級E-2測試臺使之具備處理甲烷燃料的能力，他們的工程師們已經了解測試臺的升級已接近完成，盡管現在還不清楚猛禽的硬件何時在此測試，可是在2月19日，湯姆·穆勒在加利福尼亞州圣巴巴拉主題為“探索新領域：空間商業化騰飛”的一次企業論壇上已經表示猛禽現在變成了一種100萬磅級的全流量液態甲烷/液氧發動機，海平面比沖321秒，真空比沖363秒。
穆勒確認每臺10米直徑的9臺猛禽發動機將用于火星殖民運輸艦，他說：“我為自己能參與這個發動機項目而感到自豪?！敝匾牧x在于，SpaceX公司現在完全踏入了未知的領域。
只有兩種全流量項目進行了測試臺實驗，一種是動力機械科研生產聯合體格魯什科（Valentin Glushko）的RD-270，另一種是洛克達因/噴氣飛機公司的集成動力驗證器。從某種意義上來說，猛禽似乎與那些項目在目標上有一些交集。
以前的全流量發動機：
土星V與N1的對比圖
在登月競賽的年代，N-1與OKB-1（科羅廖夫的第一試驗設計局/后來的能源火箭航天公司）首席設計師謝爾蓋·科羅廖夫（SergeiKorolev）與OKB-456（現在的動力機械科研生產聯合體）首席設計師格魯什科有一個嚴重的意見分歧，關鍵點在于誰將為火箭提供第一級主發動機。
科羅廖夫的副手瓦西里·米申（VasilyMishin）對發動機規格提出過于先進的要求有所懷疑，而堅持采用煤油或氫與液氧配合作為推進劑。格魯什科已經提供了一種最先進和最強大的發動機，但采用的是劇毒的自燃推進劑，他在這上面很有經驗，特別是在分級燃燒循環上，這場爭論后來發展到了科羅廖夫與格魯什科關起門來爭吵的地步，從此以后他們兩人之間再也沒有說過話。
N1火箭
科羅廖夫將設計的N－1發動機交給了生產飛機渦輪的庫茲涅佐夫設計局（OKB－276），格魯什科則找了科羅廖夫的對手弗拉基米爾·切洛梅（Vladimir Chelomei）的設計局（OKB-52），他們提出了UR－700項目用于登月。
格魯什科UR－700方案
UR－700M是一種1萬6千噸的怪物，即便是其它的巨型火箭如土星V在它面前也相形見絀，這種火星將能使蘇聯征服火星，這也正是SpaceX公司希望猛禽能做到的。
RD－270發動機
為了驅動如此一個項目，格魯什科決定采用最先進的渦輪泵循環輸送發動機（全流量或者全分級燃燒），使用偏二甲肼與四氧化二氮組成自燃推進劑。這種帶一個噴口的RD-270發動機，海平面推力140萬磅，比沖301秒，真空推力150萬磅，比沖322秒。不僅僅是蘇聯造過的最強大的單個噴口，而且它在海平面的推重比達到驚人的127，主燃燒室壓力更是達到聞所未聞的26.6兆帕，即便是動力機械科研生產聯合體最新的RD-191也難以企及（RD-191主燃燒室壓力25.7兆帕）。
從1967年10月23日到1969年7月24日，RD-270進行了測試臺測試，22臺發動機總計進行了27次點火，雖然克服了最困難的問題，但是不穩定的問題一直沒有得到解決，最后與UR-700項目一同被放棄。但是直到今天，相對于所有的分級燃燒或全流量分級燃燒發動機，RD-270依然保持著最大的單個噴管推力紀錄。
測試中的集成動力驗證器（IPD）
另一個全流量發動機項目是集成動力驗證器（IPD），作為一種25萬磅的發動機，它是美國國防部（DOD）/美國國家航空航天局（NASA）綜合高回報火箭推進技術（IHPRPT）項目的一部分，這個計劃的目的是測試有高回報價值的技術，這將比航天飛機主發動機有更高的性能，但是使用壽命只有200次。為了兼容美國發動機的傳統技術，它使用液氫/液氧作為推進劑。
集成動力驗證器的主承包商是洛克達因，但是噴氣飛機公司負責關鍵的富氧預燃室和噴管通道壁，IPD項目還發展了靜壓軸承。
當前的渦輪泵轉動轉子或者滾珠軸承，由于在旋轉中會產生熱量和磨損，進而對接觸的材料造成損害。靜壓軸承使用渦輪泵自身的流體浮動來泵入高壓液體，它的優點在于減少了磨損（只在啟動時有磨損），顯著增加了使用壽命，延長了任務期，但是，假如你用其它推進劑元素（即氧化劑氣體連帶液體燃料或者反之）的熱氣體運行渦輪，它會發生爆炸。
所以，這種技術特別適合于氧化劑與燃料完全獨立的渦輪泵系統，反過來由于不要求內部密封，還消除了一個失敗模式。在氣體發生器和分級燃燒系統中，必須在燃料和氧化劑間設置密封，任何密封失敗后果都是災難性的，而使用分離的獨立系統則消除了風險。
突破性的特點是，每個渦輪由其自身的推進劑有效輸入，可以有多得多的渦輪功率，這樣的功率可以用于提升主燃燒室的壓力并提升整體性能，或者用于冷卻氣體，提供分級發動機相同的性能，但是材料應力少的多，所以可以顯著降低材料疲勞或重量。另一個好處則在于，較低的壓力通過泵送系統，不僅增加了壽命，而且減少了風險和災難性故障的影響。
由于SpaceX公司癡迷于重復使用性，所以猛禽發動機與IPD可能有著相同的目標。
裝有默林（灰背隼）1D發動機的獵鷹9 v1.1（版本1.1）型運載火箭
獵鷹重型運載火箭的28臺發動機中的一臺
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