液氧煤油发动机

"猎鹰"9灰背隼发动机点火测试以推举神舟九号与天宫一号圆满完成载人交会对接任务的长征二号F火箭为代表的我国现役长征系列运载火箭，虽已取得举世瞩目的成绩，但推力已经不能满足未来航天技术发展的需求，研制新一代液体火箭发动机显得格外迫切。

液氧煤油火箭发动机作为我国新一代运载火箭的动力系统，装备长征五号、六号、七号运载火箭，为载人航天、月球探测等国家重大专项任务提供动力保障。

2000年，国家正式立项进入工程研制，液氧煤油发动机已先后进行百余次试车。从研制高压补燃循环发动机开始，已突破80余项关键和核心技术，先后研制出3种基本型发动机，以及5种适应不同火箭总体飞行状态的发动机。

YF-100发动机试车成功2012年6月，国防科工局对YF-100发动机的项目验收，标志着我国成为继苏联/俄罗斯之后，第二个完全掌握“液氧煤油高压补燃循环液体发动机核心技术”的国家。

2012年7月29日，国产新一代大推力120吨液氧煤油火箭发动机——YF-100发动机点火热试车成功。

YF-100发动机是国产新一代长征五号运载火箭的主要“心脏”，于2015年首飞^[1]。未来的国产空间站核心舱段、降落月球取样并返回的嫦娥五号卫星都由长征五号送入太空。

2014年8月，我国首台贮存5年的120吨级液氧煤油发动机，圆满完成100秒额定工况试车考核，液氧煤油发动机使用维护和环境适应性进一步得到考核。^[2]

液氧煤油发动机试车成功标志着120吨级发动机向满足火箭全任务剖面使用维护适应性迈出坚实的一步。

长征五号火箭多种组合形成不同的构型液氧煤油发动机是以液态氧为氧化剂、煤油为燃烧剂（燃料）的火箭发动机，与以往长征火箭发动机相比，效能提高15-20%，大大减少燃料携带，减少火箭的重量和体积；煤油价格较低，每次发射可节省1000多万元；煤油与液氧都没有毒，燃烧只生成水和二氧化碳，不会产生剧毒污染。

补燃循环是发动机闭式循环中的一种，原理是燃气经涡轮作功后还会进入燃烧室，进行二次燃烧（补燃），从而更充分地释放能量。补燃循环比另一种循环方式——发生器循环的效率更高，但结构较为复杂，设计难度较大。 

YF-100发动机可以“重复使用”，在台架试验阶段可以进行多次试车，并非发射后回收，大幅减少研制成本。

“长征”系列火箭使用的发动机单台推力是70吨左右，火箭运载能力9吨上下。YF-100液氧煤油发动机采用世界上最先进的高压补燃循环系统，拥有120吨级推力，比我国“长征”系列运载火箭发动机提高60%以上，运载能力是原来3倍左右。

长征五号火箭YF-100液氧煤油发动机不仅采用的推进剂、循环方式与常规发动机不同，在最高压力、涡轮功率、推进剂流量等设计参数上，也比现有发动机高出数倍，在推力吨位、性能方面有大幅度提高。

与常规发动机相比，液氧煤油发动机还具备诸多的优点。

1、推力大。

2、没有污染，液氧和煤油都是环保燃料，而且易于存贮和运输。

3、经济，比常规发动机推进剂便宜60%。

4、可靠性高。

5、可重复使用。

长征五号火箭分解以YF-100为“心脏”的 长征五号火箭是中国自主研发的新一代 运载火箭，使用模块化、系列化设计，力图提高可靠性，降低发射成本，能满足多样化的航天发射需求。

与以往的长征系列火箭相比，长征五号的芯级直径首次增至5米，使用2台真空推力70吨的YF-77氢氧发动机；外部捆绑总计4个3.35米或2.25米直径的助推器，分别使用2台或1台真空推力120吨的YF-100液氧煤油发动机。

长征五号火箭装备4个3.35米直径助推模块，8台YF-100和2台YF-77总推力可达1100吨，能把25吨载荷送入近地轨道（LEO），发射“神舟”和“天宫”的长征二号F火箭只有7.8吨；能把14吨的有效载荷送入36000公里高的地球同步轨道（GTO），是长征三号乙火箭的近3倍；长征五号的近地轨道运力超过同级的欧空局“阿里安”5、日本H-2A/B和美国的“宇宙神”5。

中国载人航天“三步走”计划，首个国产空间站于2020年左右建成，核心舱质量达20吨级，远超长征二号F火箭的运载能力；嫦娥探月工程在完成绕月、落月后，采样返回的三期工程也需要更大运力的火箭；远期对火星、木星、近地小行星和小行星带的深空探测，需要更大运力的运载火箭。长征五号问世，有效填补国产大推力火箭的空白。

YF-100还用于“长征”家族两位新兵——长征六号和长征七号。