俄羅斯（前蘇聯）在航天領域取得了非凡的成就：
他們向太空發射了第一個男性和女性宇航員，
使用月球一號完成全球首次月球飛行，
特別是他們擁有在當時來說
全世界最好的液氧煤油發動機RD-180。
在經歷過蘇美兩國冷戰和太空競賽后，
俄羅斯的RD-180發動機驅動美國的火箭，
產生這樣的結合是無法想象的。
而俄羅斯在近20年來，
一直拿美國依賴俄發動機的短板威脅美國火箭工業，
這一切都隨著SpaceX和伊隆·馬斯克出現而結束，
馬斯克是如何淘汰掉俄羅斯最好的火箭發動機的呢？
在2014年，馬斯克向當局發出警告：
美國的火箭工業太過依賴俄羅斯，
這個警告是非常正確的。
當時，俄羅斯副總理德米特里·羅戈津
拋出了影響美國航天工業的決定，
宣布俄羅斯停止向美國供應火箭發動機。
在冷戰之后，特別是隨著美蘇（俄）關系的解凍，
購買俄羅斯制造的RD-180發動機
被認為是個非常好的買賣。
如果美國政府愿意，
美國將獲得在美國本土生產RD-180國內版本的許可，
但這將是一個巨額的投資。
由于缺少政府和業界的投資，
美國從未掌握在本土制造RD-180的技術。
在美國航天業界尋找宇宙神5火箭的替代品時，
美國政府會為未在本土生產RD-180而感到后悔嗎？
退役空軍少將米奇·米切爾 (MitchMitchell)
在2014 年 5 月撰寫的一項未發表的五角大樓研究表明，
宇宙神5火箭的停飛將導致31個任務的推遲，
并造成美國近50億美元的損失。
美國其他一些學者也認為
美國不能繼續使用RD-180
將對美國的太空計劃造成相當大的影響。
失去俄羅斯優秀的RD-180發動機
很多美國人都很擔心，
除了太空探索技術公司的CEO伊隆·馬斯克。
馬斯克起訴美國空軍，
挑戰ULA在美國軍事航天發射上的壟斷，
重新劃分美國軍事航天發射市場。
在法院的訴狀中，SpaceX這樣寫道
“很難想象
美國一方面依賴俄羅斯的RD-180發動機，
一方面又要制裁俄羅斯（羅戈津）。
美國鞏固對俄羅斯火箭發動機的依賴，
使用美國納稅人的錢來幫助俄羅斯發展軍工聯合體，
這會有損美國國家安全利益，
特別是在美國政府在因烏克蘭克里米亞事件
制裁俄羅斯個人及軍工企業的一段時間內?！?/strong>
這無疑是對美國航天工業的有益警告。
最終，根據SpaceX提交的訴訟文件，
法院的判決中止了RD-180新采購合同的簽署，
但已經簽訂的舊合同，
RD-180發動機將繼續完成交付。
這導致了美國開始研發下一代火箭發動機。
馬斯克可不是僅僅嘴上說說，
他和SpaceX一直行動，
SpaceX成功研發出了猛禽發動機，
一款在各方面都超越RD-180的發動機。
在當前美俄關系真正走入一條死胡同時，
毫不夸張的說，
SpaceX是政府的救星。
讓我們來看一下，
馬斯克的猛禽發動機是如何超越俄羅斯最好的發動機的。
全流量補燃循環技術
猛禽發動機首次進入公眾視野，
是在2009年美國航空航天學會AIAA
組織的貨運飛船研討會上。
目前，猛禽發動機的最新版本為猛禽2，
猛禽2主要應用在SpaceX的星艦飛船上。
猛禽發動機采用全流量補燃循環技術，
這意味著所有氧化劑驅動氧氣渦輪泵，
甲烷驅動燃料渦輪泵。
馬斯克表示猛禽的周產量已到達每周7臺；
俄羅斯的RD-180就是另外一個故事了。
RD-180
RD-180比猛禽大而且重，
是在20世紀90年代初期開始制造的。
猛禽相比來說采用了更為現代化的技術制造。
和俄羅斯相比，SpaceX擁有更好的診斷技術
和更復雜的模擬技術。
猛禽和RD-180都基于暴風雪航天飛機計劃的上一代設計，
二者因此在設計上采用了相似的理念。
它們都將預燃燒室的廢氣送入燃燒室，
確保燃料儲箱中幾乎所有的燃料和氧化劑
都用于產生推力。
猛禽發動機的燃料和氧化劑
由各自的渦輪機供壓，
部分推進劑通過管道互相交換，
分別燃燒驅動渦輪機，
理論上可以實現最高的效率。
和RD-180相比，猛禽的最大技術優勢
可能是使用了甲烷作為燃料，
而不是RD-180所使用的煤油。
使用煤油可能會積碳
而影響發動機的重復使用；
使用甲烷具有更高的比沖，
燃燒更加清潔，
最重要的是在火星上更容易合成甲烷，
殖民火星正式馬斯克的終極目標。
最后討論一下SpaceX猛禽和俄羅斯RD-180的紙面性能。
在2019年2月10日，
SpaceX完成全尺寸猛禽原型機進行的測試中，
該發動機短暫達到了略低于269 bar的主燃燒室壓力，
剛好超越了俄羅斯RD-270和RD-180的室壓記錄。
根據馬斯克的最新公告，
SpaceX繼續地面測試升級后的猛禽2發動機，
目前猛禽2的主燃燒室壓力可穩定在300bar左右。
猛禽2燃燒液態甲烷和液氧，
可產生230噸的推力。
而RD-180燃燒RP1煤油和液氧，
擁有兩個燃燒室和兩個噴嘴，
合計產生386噸的推力。
RD-180發動機可以看作是
帶有兩個燃燒室的一臺發動機，
或共享一個渦輪泵的兩臺發動機。
所以兩臺猛禽2發動機的尺寸與
1臺RD-180的尺寸相當，
猛禽2肯定會產生更大的推力。
另外比較一下海平面的推重比，
RD-180推重比可達到80左右，
而猛禽推重比高達200，
是RD-180的2.5倍。
再來看一下成本。
單臺猛禽2發動機目前花費100萬美元，
馬斯克甚至承諾
當3D打印技術應用于部件制造，
猛禽2開始批量生產，
單臺猛禽2的成本可以降至25萬美元。
目前，RD-180的單價是900~1000萬美元。
影響發動機成本的另一個重要因素是是否重復使用。
RD-180不可復用，
或者說到目前為止沒復用過；
而猛禽將至少復用50次飛行。
總結一下，
SpaceX的猛禽發動機確實是
一款出色的發動機。
它將幫助美國的“掃帚”執行重要航天任務，
使美國擺脫對俄羅斯發動機的依賴。
羅戈津仍然堅持說，
俄羅斯發動機仍然是世界上最好的發動機，
這句話要打個問號了。
參考資料：
1、
https://www.quora.com/How-does-the-SpaceX-s-Raptor-engine-compare-with-the-Russian-RD-180
2、
https://www.universetoday.com/141462/new-spacex-raptor-engine-beats-the-chamber-pressure-of-russias-rd-180-engine-according-to-elon-musk/
3、SpaceX just KNOCKED OUT Russia's best rocket engines；
