5 月 28 日那具在卡納維拉角測試台上炸掉的新葛倫,藍箭航天(Blue Origin)執行長 Dave Limp 直到 8 月 6 日才給出答案:元凶是其中一具 BE-4 引擎的主氧化劑閥。硬體殘骸回收後確認,團隊已經做出小幅修改、可直接回廠改裝到現役引擎上——8 月底前備料完成,目標年底前復飛。

一顆閥門炸掉一枚火箭,聽起來像品管問題,其實是引擎循環方式的宿命題。灰背隼(Merlin)、猛禽(Raptor)、BE-4 這三具正在飛行(或準備飛行)的主力引擎,分歧不在推力大小,而在兩個更早的選擇:燒什麼、怎麼把燃料燒進燃燒室。

燒什麼:煤油 vs 甲烷

灰背隼燒的是 RP-1(精煉煤油)配液態氧,這是獵鷹 9 號從 2010 年首飛就沒變過的組合——技術成熟、常溫易處理、能量密度高。代價是煤油燃燒會積碳,每次回收後引擎要拆開清洗噴嘴與燃氣通道,這也是為什麼獵鷹 9 號一級復用的節奏,實際上要顧及清潔保養,不只是引擎本體壽命。

猛禽與 BE-4 燒的都是液態甲烷配液態氧。甲烷燃燒乾淨、積碳少,更適合高頻率復用;液態甲烷與液態氧的低溫特性也接近,加注設計比煤油/氧化劑組合單純。SpaceX 選甲烷還有一個額外理由:火星大氣主要是二氧化碳,理論上可以用薩巴捷反應在火星上就地製造甲烷燃料——這是猛禽設計之初就寫進去的長期賭注,不是事後包裝的故事。

怎麼燒進燃燒室:三種循環

推進劑要靠渦輪泵加壓才能送進燃燒室,渦輪要靠燒一部分推進劑來驅動——三具引擎的差異,就在這部分「先燒一點」的廢氣怎麼處理。

灰背隼用氣體發生器循環:先在一個小燃燒室(預燃室)裡燒一部分推進劑轉出渦輪動力,燒完的廢氣直接排到引擎外側、不回主燃燒室。這是最古老、最簡單的方案,代價是浪費了一部分沒燒乾淨的推進劑,效率較低——但少一道回收管路,就少一道可能出錯的地方,這也是灰背隼可靠性紀錄的部分原因。

BE-4 用富氧分級燃燒:預燃室以富氧比例燃燒,渦輪廢氣不排掉,全部導回主燃燒室繼續燒完。效率比氣體發生器循環高,但富氧、高溫的燃氣要通過渦輪葉片與閥門,對金屬材料是極端的腐蝕環境——蘇聯/俄羅斯陣營在冷戰時期就已掌握這項技術,美國陣營一直到 BE-4 才跟上。8 月確認故障的主氧化劑閥,正卡在這條「富氧高溫氣體要流過的關鍵零件」清單上。

猛禽用全流量分級燃燒,是三者中最複雜的一種:燃料與氧化劑各自驅動一具預燃室,一具富燃、一具富氧,兩道渦輪廢氣分別全部導回主室——沒有任何推進劑被浪費,也不需要單一渦輪同時承受富氧腐蝕與高溫的雙重考驗。這個循環方式在工程界討論了數十年,被視為理論上最優但實作極難的一種設計,猛禽是至今唯一真正飛上天的全流量分級燃燒引擎。

三個團隊的三種賭注

SpaceX 從 2012 年左右啟動猛禽的全流量分級燃燒設計時,團隊清楚知道這個循環此前只在地面測試台上驗證過,選它是為了替 SpaceX 的復用與火星野心換一具效率天花板最高的引擎——猛禽 3 號的燃燒室壓力已逼近 350 bar,是目前任何飛行引擎中最高的。

BE-4 走的是另一條路:富氧分級燃燒比全流量簡單,藍箭航天用它同時餵新葛倫與 ULA 的 Vulcan Centaur 一級,一次研發、兩個客戶攤成本。但 5 月的爆炸說明,即使是「相對簡單」的富氧分級燃燒,魔鬼還是藏在渦輪與閥門的細節裡。灰背隼那頭,SpaceX 創始工程團隊當年的判斷剛好相反:獵鷹 9 號要飛的是量產火箭,九具引擎一組、要能大量製造與快速迭代,氣體發生器循環的簡單與可靠,比效率數字更重要——這個賭注讓灰背隼累積了兩千多次飛行,是三具引擎裡唯一經過大規模統計驗證的一款。


猛禽正在推動的星艦第 13 次試飛已經完整落水(覆盤見此);BE-4 要等年底前的新葛倫復飛才能再次驗證修好的閥門;灰背隼還在替獵鷹 9 號撐著全球一半以上的年度發射量。三條路線同時在天上飛,是這個產業現在的樣子。

(本文更新於 2026-08-18。)