研发历程

2012年11月16日，SpaceX首席执行官马斯克在英国皇家航空学会演讲时首次公开陈述了其火星殖民架构，在随后的采访中暗示了MCT的存在，同时还首次确认用于火星殖民的火箭系统采用猛禽（Raptor）液氧甲烷发动机8。

2016年9月27日公布的猛禽发动机概念图

2016年9月27日，马斯克在第67届国际宇航大会（IAC 2016）上公布了太空任务架构、火箭助推器、飞船和为飞行器提供动力的猛禽发动机的细节8，同时猛禽火箭发动机开始测试，首次点火成功59。

猛禽发动机第一次点火

2018年3月，SpaceX启动制造首个火箭原型5。

2021年6月1日，埃隆·马斯克证实，星际飞船所采用的超级重型助推器将比预期至少多安装一个发动机，其采用的是猛禽发动机。与此同时，SpaceX位于加州霍桑的工厂在全速生产猛禽发动机10。

2023年5月，第三代猛禽发动机（Raptor V3）已经完成了实验，可实现35MPa的压力和269吨的推力。再加上星舰一级超重型助推器会采用33台猛禽发动机，总推力可达8878吨（或1950万磅）11。

设计原理

猛禽发动机系统原理图

猛禽发动机（Raptor）被称为下一代火箭发动机技术，是最先进、最高效的“全流量分级燃烧发动机”。它使用液态氧和甲烷作为火箭燃料，这意味着宇航员不仅可以飞往火星、利用火星的资源补充燃料，或者返回地球，甚至还可以作为跳跃星球网络（planet-hopping network）的一部分来探索更远的地方12。

猛禽火箭发动机采用了复杂的全流量分级燃烧循环， 氧化剂和燃料分别由各自的动力涡轮机供压，部分推进剂通过管道互相交换，分别燃烧驱动涡轮机。

涡轮机工作原理图

这种设计下，涡轮机的工作温度更低，因而发动机的寿命得到延长，效率也更高。而且燃烧室的压力可以更大，支持更大的比冲。由于氧气预燃室的富氧气体高压高温，SpaceX研发了SX500合金，用于建造于氧气预燃室。

“全流量分级燃烧”发动机通过使用多个燃烧室，部分燃料先进入预燃室燃烧，产生的推力再推动涡轮泵，驱动全部燃料进入主燃烧室燃烧并产生推力，可以将每一丝的燃料都转换成推力。

猛禽发动机的直径仅有为1.3米，室压约30兆帕，单台推力不低于200吨，尽管推力略小于“蓝源”的BE-4，但体积和燃料利用率却远优于后者。根据马斯克的说法，未来安装在星际飞船上的猛禽发动机可以免维护使用100次，简单维护后可以重复使用1000次1。

研发版本

版本名称	相关图片	性能介绍
猛禽发动机第一代（Raptor V1）	猛禽发动机第一代	第一代“猛禽”推力为185吨3。与“猎鹰9号”（Falcon 9）火箭中使用的“Merlin”引擎相比，“猛禽”引擎的动力要高出2倍9。
猛禽发动机第二代（Raptor V2）	猛禽发动机第二代	第二代“猛禽”推力从第一代“猛禽”的185吨升至230吨，它的预燃室可稳定工作在高达30兆帕的室压下，超过俄制RD-180发动机的26.7兆帕6。
猛禽发动机第三代（Raptor V3）	猛禽发动机第三代	第三代“猛禽”推力为269吨，比第二代猛禽推力高出17%左右3。第三代猛禽发动机将从V2版“星舰”开始投入使用，其结构高度简化7。

试验记录