“Starship第八次飞行暴露的猛禽发动机隐患”

发射初期，发动机运行正常

Raptor发动机仍然是SpaceX整个Starship火箭计划中技术最复杂的部件之一，在Starship 8飞行期间，Raptor发动机在级分离后的初始性能似乎正常。随着第二级点燃所有六台 Raptor 发动机，三台真空优化发动机和三台海平面发动机成功点火，为Starship继续上升提供了必要的推力。在飞行的这个阶段，没有立即出现故障的迹象，发动机羽流看起来很稳定，排气中可见预期的激波菱形，表明燃烧正常。遥测显示推进剂流量和燃烧室压力一致，这表明在此版本 Starship中引入的修改最初并未影响发动机点火或早期运行。

发动机裙部开始出现红光

然而之后燃烧过程中还是出现了严重问题。星舰 8 号飞行期间，机载摄像机拍摄到的画面显示，发动机裙部内部，靠近真空猛禽发动机处，发生了火灾。随着燃烧的进行，裙部内出现了明显的红光，表明有火焰存在。这场火灾似乎起源于靠近真空优化猛禽发动机的地方，这引发了对潜在泄漏或热管理问题的担忧。这种异常加热可能是发动机舱内出现更严重问题的早期指标。

火灾最可能的原因是推进剂泄漏

火灾最可能的原因是甲烷或其他推进剂的泄漏，这些推进剂在发动机裙部的封闭空间内被点燃。此类泄漏可能源于管道损坏、密封缺陷或影响燃油管路的结构振动。如果推进剂蒸气积聚在高温或暴露的点火源区域，很容易导致不受控制的火灾。这个问题与第7次飞行中看到的故障非常相似，这表明之前的改进措施可能没有完全解决根本原因。

发动机关闭引起连锁反应，飞船加速旋转

第一台发动机关闭后，其余发动机也立即失效，导致推力完全丧失。关闭顺序表明火势逐渐蔓延，可能损坏了关键的发动机部件，破坏了正常燃烧，迫使发动机过早关闭。由于真空猛禽发动机不具备万向节能力，一台或多台发动机的故障会造成推力分布不平衡，从而加速旋转。这种快速旋转可能会进一步加剧问题。

另一个潜在因素：推进剂晃动

造成不稳定的另一个潜在因素是燃料箱内的推进剂晃动。随着飞船旋转，液态甲烷和液态氧的运动可能变得不稳定。这种不一致的推进剂流动可能导致燃烧不稳定，进一步降低发动机性能。此外，如果大量气体而不是液体燃料进入涡轮泵，可能会导致压力波动严重到损坏发动机或触发自动关机。此外，最近对飞船降液管的改造可能引入了新的结构动力学。V2 星舰具有多个降液管以改善推进剂传输，但这种改变可能会在燃料系统内无意中产生不必要的谐波或振动。如果这些振动在某些频率上产生共振，它们可能会对燃料管线造成压力，引起推进剂流振荡，甚至导致管道机械疲劳。总之，发动机故障、不受控制的旋转和潜在问题以及推进剂管理的综合作用导致了损失在飞行器完成其预期的任务目标之前。

下一步：改进灭火和热保护措施

为了提高可靠性，SpaceX需要采取一系列创新设计调整和操作改进措施，以避免重复出现问题。主要重点应该是加强灭火和热保护措施。发动机裙部持续起火与之前任务中的问题相呼应，表明现有的对策不足。升级关键系统周围的隔热材料、优化通风路径或部署主动灭火技术，可以有效地在火焰对发动机和复杂的管道网络造成严重破坏之前将其扑灭。

改进发动机安装和防护结构

另一个需要改进的关键领域是发动机安装和防护结构。真空猛禽发动机在运行过程中似乎特别容易受到热量积聚和机械应变的影响。加强其结构支撑或重新设计防护罩以更好地偏转火焰和碎片可以显著提高弹性。此外，重新考虑发动机零件的材料和配置可能会在发生孤立故障时限制附带损害。

增加遥测和诊断能力

先进的遥测和诊断能力对于及早发现问题也是必不可少的。 SpaceX已经收集了大量数据，但对温度波动、压力异常和振动变化的实时跟踪可能会敲响警报，提醒人们注意正在酝酿的麻烦。在发动机舱和推进剂箱内安装额外的摄像头将提供更丰富的视觉洞察，使工程师能够更精确地找到故障根源。

保证平稳的推进剂供应

最后，稳定发动机性能的关键在于解决燃料晃动和压力不一致的问题。第8次飞行中推力矢量控制的损失可能是由于推进剂流动不均匀造成的，可能引发空化或不稳定燃烧。整合油箱挡板、改进降液管结构或采用主动流体管理策略可以确保更平稳的推进剂供应，抑制破坏性振荡。期待SpaceX从第 8 次飞行中汲取经验教训，使每个版本的Starship都更加坚固、更加智能。