我国120吨级液氧煤油发动机通过验收

作者：施洋来源：中国航天报发布时间：2012年06月15日点击数：

长安人网讯近日，由中国航天科技集团公司六院研制的120吨级液氧煤油发动机项目通过国家国防科工局验收。国防科工局副局长胡亚枫，集团公司副总经理、纪检组组长李金生，总工程师孙为钢等，出席验收评审会。

据了解，120吨级液氧煤油发动机是六院为我国新一代运载火箭系统研制的无毒、无污染、高性能、高可靠的基本动力装置，将成为我国未来实施载人航天工程、月球探测工程等的主要动力，填补了我国补燃循环发动机的技术空白，达到了国际先进水平。

胡亚枫表示，120吨级液氧煤油发动机的研制成功是中国航天动力发展过程中的里程碑，希望六院加速推进民用航天领域液体动力事业的新进展，完成好后续各项任务，推动我国国防工业基础向更高水平迈进。

李金生要求六院继续强化质量意识，确保技术风险可控，不断提高产品可靠性，稳步推进后续新型火箭发动机的研制。

据悉，120吨级液氧煤油发动机项目于2000年通过国家立项，在10余年的艰苦攻关过程中，六院共研制该型发动机61台，突破了70余项关键技术，掌握了高压补燃循环发动机设计技术。同时，还带动了近50种新材料的研制，促进了相关技术的发展。

液氧煤油发动机是一种典型的液体燃料双圆液体推进发动机，它是利用液氧和煤油在发动机燃烧室内混合燃烧而产生动力的。其优点在于燃烧效率可达99%；易于控制混合比；可节流；由于涡轮泵的使用，可以减轻推进剂储箱质量；极其谨慎地使用可以达到很高安全度。但同时也产生了所需的泵要求性能极高，设计花费很大；燃烧室壁热通量巨大，影响重复使用；可能爆炸；需要许多管道等设计局限与缺点。

尽管液氧煤油火箭发动机由于需要发射前临时加注火箭燃料，并不适合作为军用导弹的推进器，但由于其效率高且方便操控，燃料煤油和液氧价格低廉等特点，一直被各国用于运载火箭等各种推进器，是进行商用发射的良好设备。世界各国都利用液氧煤油发动机生产了大量运载火箭用于各种发射任务。苏联1957年发射世界上第一颗人造卫星的R-7型运载火箭和现在俄罗斯发射的联盟号飞船所用的火箭，其发动机都是液氧煤油发动机。美国也很早运用了液氧煤油发动机，曾运载阿波罗系列登月飞船的“土星五号”巨型运载火箭的第一级便是采用了5台F-1型液氧煤油发动机。

而100吨推力左右的液氧煤油火箭发动机，一方面具备很好的通用性和适应性，可以用于大型运载火箭的第一、二级推进或者巨型运载火箭的助推器或者第二、三级，另一方面也是研制超大推力液体火箭发动机的必要起点。因此美俄都拥有庞大的百吨级液氧煤油火箭发动机型号系列，以满足不同的火箭发射需求。

长期以来，我国在长征系列运载火箭上大量采用的是由液体四氧化二氮(N2O4)和液体偏二甲肼(UDMH)作为燃料的液体火箭发动机和一些小型的液氢/液氧发动机。尽管技术成熟且可靠，但是一方面这种燃料构型的火箭推力难以有更大的发展，另一方面这两种燃料有强烈的腐蚀性和剧毒，使得其在加注过程中有巨大的风险。

同时由于我国火箭发动机推力偏小，仅有75吨推力，不得已在火箭上增加发动机数量，从而加大火箭复杂程度，增加故障几率。目前，我国运载火箭只拥有5.1吨的同步轨道运载能力和9.6吨的近地轨道运载能力。不仅远远落后于美俄，也落后于欧洲航天局，甚至在部分技术上要落后于日本。尽管我国的航天综合水平能达到国际第二集团前列，仅次于美俄，但是我国的火箭发动机和运载火箭性能却处于第二集团中游水平，与我国航天大国的形象极不相称。

为了研制新一代更大推力的运载火箭，我国从20世纪90年代中期开始，在自主研发研发的85吨推力发动机的基础上，通过引进吸收俄罗斯RD-120型火箭发动机的技术，开始研发120吨推力级别的YF100火箭发动机。新闻中提到的120吨级液氧煤油发动机，就是指这型发动机。

这是一种液氧煤油分级燃烧循环火箭发动机，采用先进的富氧预燃分级燃烧循环，有主涡轮泵两台，其中氧泵为单级，煤油泵为两级，均为预燃室富氧燃气驱动。有预压泵两台，其中煤油预压泵由主煤油泵一级高压煤油分出一支驱动，驱动后介质进入低压煤油主流，液氧预压泵富氧燃气驱动，驱动后介质亦进入低压液氧主流。其最大真空推力达140吨，真空比冲达337秒，可以65%节流以调节推力。

与国际上其他的液氧煤油发动机相比，YF100火箭发动机的推力为120吨左右，与美国推力最大的F-1型发动机超过670吨或俄罗斯RD-170型发动机最高达740吨的最大推力相比，仍然存在着较大的差距，与国际一流水平的300吨推力级别的火箭发动机相比也有不足。但是由于YF100在整体技术上较为先进，其运作效率上要高于F-1型发动机，而且该型发动机作为优良的基础，很容易通过改进研发出推力超过300吨甚至660吨级别的超大推力火箭发动机。从而逐渐扭转我国运载火箭性能不足的局面。