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SpaceX通过强大的工程能力，产品迭代速度，把本来不是“黑科技”的技术转化成“黑科技”产品才是SpaceX最核心的竞争力吧。 SpaceX的核心产品当然是猎鹰系列火箭，而猎鹰系列火箭的核心自然是火箭发动机梅林。所以我想介绍一点，黑科技的猎鹰火箭是由怎样的low科技梅林驱动的。 FASTRAC火箭发动机NASA在90年代意识到，马歇尔太空飞行中心（MSFC）新招聘进来的很多火箭工程师缺乏一线开发经验，遂决定设计一台简单的，低成本的液氧煤油火箭发动机来锻炼一下新人，让他们积累经验。这就是FASTRAC项目，它的上马是为了锻炼工程师，而不是有一个火箭项目需要对应的发动机才来开发。 在FASTRAC项目中，选择了液氧煤油这个燃料组合，虽然比冲低于强大的液氢液氧火箭，但是开发和制造成本远远低于。 例如航天飞机的发动机SSME，或者俄罗斯强大的RD-170/180系列火箭发动机，都采用了分级燃烧循环（高压补燃），所有的氧气和燃料最终都进入主燃烧室，从喷管喷出形成推力。 RD-180 而分级燃烧循环的发动机在设计和制造时，成本和难度都比较高。因为预燃烧室和主燃烧室是相对绑定的，迭代收敛找到一个合适的参数组合比较困难，花费时间也比较久。FASTRAC则是采用了燃气发生器循环，一部分氧气和燃料燃烧后推动涡轮泵，然后直接作为废气被排出，不形成推力，这就是浪费了一部分携带的燃料和氧气。可是这样设计难度就低多了，预燃烧室（燃气发生器）和主燃烧室在循环中是相对分离的。 所以FASTRAC在喷管旁边有一个粗管子，就是燃气发生器产生的废气排气管，其并不产生推力。 除了发动机本体以外，NASA还改进了传统的供应商管理体系。这发动机从上马到点火测试，用了仅仅两年的时间，这还是1996-1998年，那时的计算机模拟等技术跟今天不可同日而语。 FASTRAC的数据一点都不漂亮，主燃烧室压4.3兆帕，真空比冲319秒。同样燃料组合，强大的RD-170则有24.5兆帕主燃烧室室压，真空比冲达到了338秒。 没有亮眼的数据，但是FASTRAC项目达到了NASA给它定的目标，锻炼新手工程师。而且种种压缩成本的组合手段下，它真的很便宜。遗憾的是，它从来都没有上过天，但是这本来也不是它的人生目标。 2002年，SpaceX成立了，作为一个火箭公司，没有自己的发动机怎么行。马斯克的眼光瞄上了FASTRAC。 梅林梅林发动机并不是FASTRAC的复制量产版，但是它的设计参考了FASTRAC。毕竟马斯克要做低成本航天，而FASTRAC就是为了低成本定义的。 和FASTRAC一样，梅林当然也选了液氧煤油这个燃料组合，燃气发生器循环。不过室压提高到了9.7兆帕，推力也高了几倍。 真空比冲311秒，甚至还略低于FASTRAC。
梅林1A 为了降低成本，第一代梅林，也就1A子型号，甚至用了烧蚀冷却的喷管。这种技术通常用在固体火箭发动机上，液体火箭发动机要用主动式再生冷却，也就是燃料从喷管流动预热，也同时给喷管冷却，保证不被灼热的喷气熔毁。
装备梅林1A的猎鹰一号火箭在2007年的第二次发射中取得了成功。而后增加推力版的梅林1A也就是梅林1B开发并不十分成功，被放弃了。 而转而采用再生冷却喷管的梅林1C型，于2007年点火成功，并于2010年第一次作为猎鹰九号的动力成功完成任务。梅林1C的实际使用寿命可以支持10次飞行，这也是为什么回收火箭有商业意义。
梅林1C 而梅林系列的下一个版本，1D型于2012年结束开发，2013年首飞，真空比冲达到了310秒。推力，寿命，可靠性都得到了提高。除此以外，生产成本进一步降低。
梅林1D 除了这些以外，猎鹰九号一级火箭搭载9台梅林，二级又搭载一台真空版梅林。而重型猎鹰甚至丧心病狂地，一级火箭加两个助推器共27台梅林。这么大的数字，也提高了梅林的总产量，降低了单台成本。
伴随着梅林系列一次次的进化，猎鹰火箭的运力也在一步步提高。最终重型猎鹰实现了这个梦幻的画面。
要知道，SpaceX是2002年才创立的创业公司，在航天这个门槛极高的行业，已经占据了商业发射大部分市场。梅林从FASTRAC这个不起眼的培训项目进化而来，也是SpaceX进化的缩影。 这一步步的闪转腾挪，快速迭代转化，才是SpaceX最强大的黑科技吧。 |
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