近日,我国为世界上最重的重型运载火箭长征九号一级准备的500吨级高压补燃液氧煤油火箭发动机(网友称其为YF130)成功完成全工况半系统试车。这种火箭发动机使用成本低廉、无毒、容易存储且安全性很高的煤油作为燃料,十分适合作为火箭的一级发动机。
YF130全工况半系统试车现场图片
高压补燃液氧煤油火箭发动机难度最大的部件是涡轮泵,此次YF130全工况半系统成功试车则标志着YF130的涡轮泵已经达到设计要求!
这说明这款发动机距离研制成功仅一步之遥!接下来只需要将发动机喷管与全工况半系统试车部分组合就能开始进行整机全状态点火试车!事实上,早在去年初,我国的《宇航总体技术》杂志就透露过这款发动机已经具备试车条件。至于为什么还没试车呢?有新闻报道说试车台还没建好,旧的试车台满足不了如此推力级别的试车条件。
《宇航总体技术》2020年第2期关于500吨级火箭发动机的进展介绍
据报道,YF130真空推力为500吨左右,海平面推力480吨。从推力来讲,它确实称不上同类发动机世界第一,比不上前苏联研制的RD170(真空推力高达806吨)。然而,从技术角度来看,RD170却不如真空推力仅423.47吨的RD180。这里要特别强调的是YF130关键指标(单室推力、整机推重比)比RD180还要强,堪称世界第一!
很多人可能会有疑问?为何推力小了近一半的RD180技术含量反而比RD170技术更高呢?
原来RD170采用双涡轮泵四燃烧室设计,而RD180采用的是单涡轮泵双燃烧室设计,相当于把RD170一分为二。那么从技术角度看,它们的推力差别就无关紧要了,反而是单个燃烧室、单个涡轮泵的各项指标才是体现技术高低的标准。根据参数对比发现。RD180单室推力堪称世界之最!正因为这款发动机实在太强了,美国人甚至数次想要仿制,却因难度太大均以失败告终。
RD180高压补燃液氧煤油火箭发动机
然而,随着YF130的诞生,RD180再强也只能屈居第二!从技术水准看,我国的YF130就是高压补燃液氧煤油发动机领域的世界之最!这款发动机是人类已知最强双室高压补燃液氧煤油发动机!
这么说并非吹牛!数据分析会让你感到十分惊讶!
根据国家航天局公布的YF130数据,这款火箭发动机采用双燃烧室设计,推力是YF100的4倍,海平面推力高达480吨!比冲比YF100提升3%,海平面比冲高达309秒!相比YF100,其推重比提升25%,也就是说YF130推重比高达80!
前苏联也研制出一款号称神器的同级别高压补燃液氧煤油发动机RD180,海平面推力为390吨,同样采用双燃烧室设计。除了室压更大、比冲大2秒之外,RD180的总推力、单室推力、推重比、改进潜力均不如YF130!
RD180、YF130、YF100三款高压补燃液氧煤油火箭发动机参数对比
那么,YF130高压补燃液氧煤油火箭发动机到底有多牛呢?YF130是我国为长征9号运载火箭研制的第一级发动机,12台YF130发动机就能推动起飞重量高达4100吨的长征9号运载火箭,近地轨道运载能力高达140吨,能够将两辆99A型主战坦克同时送入太空还有余量!
从技术角度来看,YF130不仅足够先进,而且改进潜力巨大!优点特别突出,主要体现在这三个方面:
1、承前启后,系列化发展,避免重复建设。
我们都知道YF100推力为120吨级,单喷管。若以YF130为基础,可衍生出单喷管240吨的发动机,在有需求的情况下可衍生出4喷口,推力为1000吨的超大推力发动机。
海平面推力为120吨的YF100高压补燃液氧煤油火箭发动机
以这款发动机为基础也只需研制出系列涡轮泵,就能研制出单喷管240吨、480吨级、960吨级系列高压补燃液氧煤油发动机。
这样做有利于我国的火箭系列化,减少重复建设。
当初有新闻报道说我国当时的试车台最大刚好只能满足500吨级发动机的试车需求。然而,事实上这点小问题还是次要的,实际上将目标定为500吨是为了承前启后。通过不同排列组合,仅这款发动机及其衍生型发动机就能满足推力从120吨级到6000吨级火箭的所有型谱需求。必要时甚至可以研制出起飞推力超10000吨的超级重型火箭,满足火星移民的需求。
我国长征系列火箭模型图
今后,一旦有需要,长征五号、长征七号以及计划中的921火箭等型号也可以将一级的YF100发动机换成YF130及其衍生出来的系列火箭发动机,大幅度减少发动机数量,提升整体可靠性和载荷系数。
2、技术潜力问鼎同类世界第一!
首先是YF130系列化发展潜力世界第一!
前苏联曾经研制出当时世界上最大的高压补燃液氧煤油发动机RD170,后来俄罗斯在此基础上通过提升室压等方式将其推力提升至846吨(真空推力),并命名为RD171MV。这种发动机采用4个喷管,单喷管可产生211.5吨推力。若YF130能够产生500吨推力(真空推力),则单喷管可产生250吨推力,大于RD171MV单喷管推力。
今后若有需求,YF130可以效仿RD170系列,开发出推力高达1000吨(海平面推力)的双涡轮四燃烧室超级火箭发动机,10台这种超级火箭发动机总推力就高达1万吨!到时候别说登月,就是实施火星登入都是没问题的!
仅从技术角度来看,这款YF130堪称世界第一!之前有新闻报道说我国曾想购买RD180火箭发动机,但对方担心我国仿制,就不愿意出售。如今,我国再也不用看对方脸色了,我们自己不仅能造出同类发动机,还能造得更好!
推力达480吨的YF130发动机构造示意图
其次是YF130室压偏低,改进提升潜力十分巨大!
YF100的涡轮泵流量为409.7Kg,海平面推力1199.19KN(122.366吨),海平面比冲300秒,室压18MP。YF130的涡轮泵流量为1600Kg,海平面推力为480吨,海平面比冲却提升至309秒。虽然推力更小YF100,但YF130却是在其基础上研制出来的,两者有继承关系。根据上述参数对比也发现他们的差别很小,预计室压基本基本相同。即便按照同比例放大来测算,YF130的室压也不超过18.5MP,这个室压堪称十分保守。相比之下,前苏联研制的RD180室压高达25.7MP,比YF130高近39%!
若今后我国将YF130的室压提升到RD180的水平,那么YF130改进型的真空推力将提升至694.6吨!
通过分析我们发现,我国科学家的“胃口”并没有变小,反而是变大了!
仅从参数分析来看,YF660方案本质上并没有被淘汰,而是采取降低室压的方式变成了如今的YF130!实际上YF130是一台“披着YF460”外衣的初级版“YF660”!这么做的好处是降低涡轮泵研制难度,以便降低这款发动机的研制风险。待YF130研制成功以后,若有需要,我们只需在此基础上提升改进涡轮泵性能,提升室压,就能造出比当初YF660更加牛逼的高压补燃液氧煤油发动机!
若今后深空探测有需要,我们还可以基于推力达690吨以上的YF130改进型高压补燃液氧煤油发动机进一步研制出推力超1380吨的双涡轮四燃烧室的顶级液氧煤油高压补燃发动机!基于这种推力超1380吨的超强发动机,我们甚至可以研制出起飞重量超1.5万吨的超级巨无霸火箭,为我国开发火星提供可行的来回工具。
中美两国重型运载火箭形象对比图
目前不仅俄罗斯的同类发动机比不上,而且美国甚至缺少同类火箭发动机。
由此可见我们的科学家雄心壮志有多么惊人!仅从方案设计论证来看,YF130这款发动机就足以满足未来至少50年的发展需求!不仅可以满足各种推力需求系列化发展需求,还预留了巨大的改进空间!可见我们的科学家论证出来的总体方案还是很科学合理的!
难怪国家敢公开对外说长征9号运载火箭是为登月和登陆火星而准备的!如此看来,国家航天局的表态不仅没有吹牛而且还有点保守!这款发动机的顶级改进型号甚至足以支持我国建设火星基地,开发火星!
对此,你怎么看?
备注:图片来源于网络,侵删。
看着就过瘾
我相信到时试车的时候可能好于设计指标 ,地面推力肯定超过500吨,将来改进行要超600吨
你这分析专业不?反正看了挺激动
希望是真的,而不是在意淫[笑着哭]
不是靠嘴吹出来的,需要稳定投资发展。但也不能过于超前。经济要能承受,有实际用处。
科技成果支撑着国人的文化自信,发展科技生产力是正确的道路。
作者辛苦了!看着就令人兴奋![笑着哭]
发动机这玩意儿,往大的做,越大越好,往小的做,越小越好,主要指标:一经济上划算,二质量上过硬,三推效比要高。
长征九载人登月指日可待。
原来是这样啊,为中国航天感到骄傲[点赞][点赞][点赞]
[点赞]希望作者再接再厉!多出这类专业性很强又不涉及机密的文章!多给国人科普一下!省得某些人被个外国资本骗子一会儿星链,一会儿星舰,忽悠的一愣一愣的!
新闻说发动机推力480,没有说造1万吨的火箭
还有一个难关呢,长程试车。 而且当中分两关,一关是实际工作时长试车。要证明这台发动机可堪使用了,没有大的系统性的原理性问题。二一个非常难的超长程式车! 一般来说是1000秒。长五那次发射失利,就是因为超长程试车不够,没有把问题给试出来。结果又多花了两年时间修正问题。报道里面都出来了,其实。修改了很多很多次,把那个是欠缺的,试车时间全部补回来了,终于发现了问题,一个小问题!但是耽误了那么长时间。 所以说超长程式车这一关非常非常难,不知道下面5年时间有多少次超长程试车。
土星5号呢?
这个好!必须👍
十几台发动机二十几个喷口,那得把一艘台风级核潜艇竖在发射台上。这成本?
好文章,有理有据!
我们的目标是星辰大海,火箭发动机只是迈出了第一步而已,我们还有很长很长的路要走,炎黄子孙的骄傲从航天开始,地球已经不够我们的发展了
本世纪内会不会建设质量投射器
这些参与者都比白酒院士强万倍
小编弄了一大堆数据,辛苦了
论技术难度空x的猛禽全流量分级燃烧发动机要更难[不开心]
加油[点赞][点赞][点赞]
星舰海平面7500吨,关键还是可以回收,努力吧
就倆字:牛逼[点赞][点赞][点赞][点赞]
[笑着哭][笑着哭][笑着哭]
1.5万吨。那是我们国家的歼星舰吧[得瑟][得瑟]
如果真如作者所言,中国火箭那可真牛了。
对于一个半成品高技术成果还是不要过度宣传,关键技朮成果要保密。必竟时下外敌无时不下手。
为祖国感到骄傲!
不错[鼓掌]
好[点赞]
虽然看不懂,但小编敬业了
1.5万吨的火箭…… 能不能行啊 这好像在看科幻小说😂……
加油,120吨到500吨是飞跃!大推力火箭的核心技术是涡轮泵
也就是说以后我能的洲际导弹打击能力又能提升到一个档次,
我一直都在关注过这方面的进展呢!总是想未来单燃烧室240吨正好替换长五助推器和长七芯一级的双120吨发动机。不过不知道到时候会不会保守,不换了。
啥yf130,明明是yf460好不好,老早就传出来了,型号和发动机推力是有关联的
好专业哦。会不会泄密?[笑着哭]
可能几个航天强国差距都不大,处于你追我赶的状态,不能松懈
要谨防美国人抄袭,逮到就打死
我相信我们科学家。希望国家提高科研人员待遇!也希望严防间谍!!
要去火星要用甲烷发动机,火星上没有煤油[得瑟][得瑟][得瑟]
加油吧,希望不是一篇鸡血文
12台YF130发动机就能推动起飞重量高达4100吨的长征9号运载火箭,捆绑12个?
看不懂,但是不明觉厉。这文章要是翻译成英文,估计95%的英语系国家人都完全看不懂!因为单词太生僻,还是中文好!
壮哉[点赞][点赞][点赞]
相信会有这么一天的[点赞][点赞]
那也叫火箭?就是加大了体型加了几个老是发动机,你想想他们用了多少经费啊
试车台要早点建设,提前建设
小编加鸡腿[炸鸡]
希望这辈子能见证:中国人登月和中国人登陆火星!
激动人心[点赞]
下一个就是提升核电池功率了。
对比,我表示看看就好
希望装在高达屁股上,星战真的要到来了。
让中国航天人垂涎欲滴的液氧煤油火箭发动机终于研发成功了。
不卖
原理图就不应该发出来
长9中国航天重中之重,绝对不能出问题!发动机又是火箭的心脏,更为重要,未来航天人的肩上重担压力不轻啊!!要百倍努力了!!
就能造出比当初YF660更加牛逼的高压补燃液氧煤油发动机![啤酒]“牛逼”这个词用的好[点赞]
YF100,本来就是从俄罗斯引进的RD120。对方当时不愿意转让更先进的RD180,RD170。整套图纸加实物样机引进后,搞了30多年,定型时推力还少了20吨,所以叫YF100。经历许多失败才慢慢掌握。提升室压没那么简单,除了燃烧室要承压外,涡轮泵也得换。
有图纸出现是不是会泄密?
在新闻上看见米国那个返回式火箭爆炸的画面,只能说技术真🐮
离实用还有很常路要走
不错 至少评论里没有阴阳怪气的跪族[点赞]
长5已经够庞大了.它的箭体才相当于长9的助推器,想着都激动[鼓掌]
等我们研制出一万吨推力火箭发动机届时也就意味着中国综合实力科技实力完成了超越美国的使命了。
接下来需攻关大推力氢氧发动机了。
需要巨量的金钱和人力做试验。
加油鸭[鼓掌]
作者为了鼓舞人心,也真是敢出位
零件越多越容易坏
中国的目标是星辰和大海,岂是尔等燕雀之志!
给你一个反量子地狱。二郎神后羿阿波罗宙斯上帝
中美目前在重型运载火箭领域的竞争已经白热化,目前美国领先,中国航天任重道远
呵呵,终于看到如此好文[点赞]!关键是背后披露的数据更是激动人心。让我们因为生在如此伟大的祖国而感到无比自豪。更让我们因为有那些疯子般的航天人而感到自豪。 感谢有你们[点赞][点赞][点赞][点赞]
虽然不懂,看着是国家努力的成果!
我记得D170跟D171/D171M都是4个燃烧室,[得瑟]没有可比性啊。[呲牙笑]我们这个跟D180一样都是双燃烧室倒是可以一较高下[呲牙笑][呲牙笑][呲牙笑][阅]
多来几个世界第一!
半试车到底是什么?距离全面试车还有多远?
你的嘴比YF130厉害多了,这才仅仅是刚刚小试一下,你就能发射10000吨火箭了。。
煤油发动机还好!比高大上的液氢发动机现实多了。
厉害
这文章看着就心里开心😄!
真是航天领域的大杀器!好!
[点赞][点赞]
期待一篇美国F1火箭和RD170的对比好文