中國航天再次迎來大喜YF100油分離器的日子，2016年8月22日（2天前），天津，“長征五號”新一代火箭離開天津航天長征火箭制造有限公司，運(yùn)抵天津港匯盛碼頭，即將出征海南文昌發(fā)射基地執(zhí)行首飛任務(wù)。

　　據(jù)YF100油分離器了解，運(yùn)輸船隊(duì)將在隨后幾天，完成“長征五號”火箭產(chǎn)品吊裝、運(yùn)輸保障、測量設(shè)備等40件集裝箱的吊裝上船。

　　說起來有件趣事，去年當(dāng)長征6號火箭發(fā)射成功后，歡呼聲還沒有落地，長征5號下午就立即從天津港啟程前往海南文昌發(fā)射基地，看上去有點(diǎn)巧合，其實(shí)這里也有中國航天的難言之隱。假設(shè)長征六號發(fā)射失敗，長征五號就絕對不會動身，為的都是一件事，就是看長征六號的的技術(shù)核心YF100高壓補(bǔ)燃煤油液氧大發(fā)動機(jī)是不是成功了，當(dāng)YF100高壓補(bǔ)燃煤油液氧大發(fā)動機(jī)圓滿的將長征六號送上太空后，幾十萬航天人暗暗松了口氣，這個秘辛只有航天人自己知道，許多國人其實(shí)并不了解。本文就是要揭開這個秘辛，告訴YF100油分離器你一個秘密。

　　說中國航天落后，立馬會遭致愛國朋友的猛烈抨擊，神舟都載人上天了，還能說落后？怎么也是世界第三吧？世界上能搞載人航天的除了美國、俄羅斯、中國，還有誰？

　　但是一說到火箭發(fā)動機(jī)許多人就會感覺出落后了，美國40年前就搞出了單臺推力600噸的液體火箭發(fā)動機(jī)，俄羅斯后來還開發(fā)出世界上推力最大的RD-170液體火箭發(fā)動機(jī)，RD-170火箭發(fā)動機(jī)是人類有史以來研制的推力最大的多燃燒室液體火箭發(fā)動機(jī)。這款擁有4個燃燒室，1臺渦輪泵和2個預(yù)燃室的發(fā)動機(jī)的海平面最大推力為740噸。很多人想要比較土星5號火箭的F-1火箭發(fā)動機(jī)。只能說F-1是世界上推力最強(qiáng)的單燃燒室發(fā)動機(jī)，而RD-170則是世界上推力最強(qiáng)的多燃燒室發(fā)動機(jī)。它們的主要性能的對比情況如下YF100油分離器：

　　F-1發(fā)動機(jī)直徑3.65米，高5.6米，重達(dá)8.45噸；采用燃?xì)獍l(fā)生器開放式循環(huán)，液-液直接燃燒。渦輪泵功率46225千瓦，工作時每秒泵入838.2公斤的煤油和1784.7公斤的液氧。土星五號火箭安裝5臺F-1發(fā)動機(jī)，每秒輸送推進(jìn)劑流量12710升，可以在8.9秒內(nèi)清空一個容量110000升的游泳池。

　　從1961年至1967年，F(xiàn)-1火箭發(fā)動機(jī)共進(jìn)行了239124秒單臺試車，16043秒并聯(lián)試車。粗略估算，僅是單臺試車，就燒掉了20萬噸煤油，42.68萬噸液氧！由此可見美蘇軍備競賽所消耗的巨量資源。1967年，蘇聯(lián)格魯什科設(shè)計局（OBK-456）研制的RD-270火箭發(fā)動機(jī)，采用全流量分級閉循環(huán)結(jié)構(gòu)，比美國F-1發(fā)動機(jī)更為先進(jìn)，海平面推力達(dá)140萬磅（635噸），比沖322秒，推重比達(dá)到驚人的127。但由于燃燒穩(wěn)定性問題長期無法解決，最終被蘇聯(lián)N-1登月火箭放棄。1987年蘇聯(lián)研制成功800噸級推力的RD-170火箭發(fā)動機(jī)。共有148臺RD-170發(fā)動機(jī)進(jìn)行了473次點(diǎn)火測試，總共點(diǎn)火測試51845秒。

　　時光荏苒，白云蒼狗，風(fēng)云變幻，冷戰(zhàn)高峰時美蘇在航天領(lǐng)域超劇烈的爭奪，曾幾何時幾乎天天是世界各地的頭條新聞，但是隨著冷戰(zhàn)的結(jié)束，航天飛機(jī)的兩次爆炸和蘇聯(lián)的消失，這樣的爆炸性新聞已經(jīng)離開人們遠(yuǎn)去。多少年過去，據(jù)傳美國已經(jīng)不會造那樣駭人聽聞的發(fā)動機(jī)了，特別是世界上最新型的液體火箭用的高壓補(bǔ)燃煤油液氧大發(fā)動機(jī)居然研制不出來了，這也是奇聞一件。

　　不過，隨著中國綜合國力的提高，中國在高壓補(bǔ)燃煤油液氧大發(fā)動機(jī)技術(shù)上取得了突破。比較諷刺的是，世界上最先進(jìn)的航空發(fā)動機(jī)以推力大省油的大渦扇發(fā)動機(jī)為標(biāo)準(zhǔn)，西方目前掌握的比較好。但是世界上最先進(jìn)的航天發(fā)動機(jī)高壓補(bǔ)燃煤油液氧大發(fā)動機(jī)技術(shù)卻只掌握在俄羅斯和中國的手里。

　　而長征六號和長征五號運(yùn)載火箭用的就是這種先進(jìn)的發(fā)動機(jī)，區(qū)別就是長征六號用的一臺，長征五號需要用六臺以上。如果說長征六號是給長征五號做實(shí)戰(zhàn)試驗(yàn)的也不為過，長征六號要是失敗了，長征五號必然會無限期推遲，那么整個中國的航天計劃就都要推遲，這臺YF100高壓補(bǔ)燃煤油液氧大發(fā)動機(jī)的巨大作用在這里就體現(xiàn)出來了。

　　假如YF100高壓補(bǔ)燃煤油液氧大發(fā)動機(jī)經(jīng)過實(shí)戰(zhàn)使用被證明是成熟可用的，下一步中國就會制造更大的660噸的高壓補(bǔ)燃煤油液氧大發(fā)動機(jī)，到了那時候，別說載人登月，就是載人登火都不在話下，由此可見長六和長五成功的重要性，也就是YF100高壓補(bǔ)燃煤油液氧大發(fā)動機(jī)的重要性。

　　如果我們注意，發(fā)射神舟的長征2F和很多系列的火箭，都是有四片不大不小的翼，而長征6號的第一級到第三極光禿禿的，乍一看還真有點(diǎn)“難看”，其實(shí)這恰恰是長征6號的先進(jìn)之處。技術(shù)關(guān)鍵就是長征6號的發(fā)動機(jī)，就是前面說的高壓補(bǔ)燃煤油液氧大發(fā)動機(jī)在計算機(jī)的控制下是有感知的搖擺的，而且是世界上目前最先進(jìn)的泵后搖擺，技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度非常大，但是正是因?yàn)檫@個泵后搖擺，使火箭的俯仰，改變航向以及縱軸的穩(wěn)定性依靠發(fā)動機(jī)的搖擺噴射就實(shí)現(xiàn)了，因此也取消了為穩(wěn)定而設(shè)置的翼面，少四面翼就省四面翼的重量，等于增加了有效載荷。（有點(diǎn)像航空發(fā)動機(jī)的數(shù)字化電傳控制矢量噴管）

　　關(guān)鍵就是這個泵后搖擺。

　　高壓補(bǔ)燃煤油液氧大發(fā)動機(jī)是目前世界上最先進(jìn)的液體火箭發(fā)動機(jī)，前面說過美國都干不了。

　　高壓補(bǔ)燃煤油液氧大發(fā)動機(jī)先進(jìn)之處主要是由于先進(jìn)的燃燒理論，同樣重量的推進(jìn)劑可以提高14%的推力，這對太空火箭發(fā)動機(jī)來說就算逆天了，送上太空一克有效載荷是一克金子的幾百倍，可見增加這14%的巨大價值。不知道什么原因，美國和歐洲都沒有搞出來，比如美國干脆買俄羅斯的這型發(fā)動機(jī)，一買就是180臺。前一段美俄為克里米亞劍拔弩張，俄羅斯就說不賣發(fā)動機(jī)給美國了，讓美國用蹦床把宇航員送上國際空間站。

　　資料圖：中國長征-5運(yùn)載火箭

　　長征6號的高壓補(bǔ)燃煤油液氧大發(fā)動機(jī)具體怎么先進(jìn)就不多說了，朋友們可以看看《大國重器》，有一集專門介紹這款發(fā)動機(jī)，非常震撼！

　　高壓補(bǔ)燃煤油液氧大發(fā)動機(jī)的首飛成功，將極大的增強(qiáng)中國的火箭發(fā)動機(jī)水平，高壓補(bǔ)燃煤油液氧大發(fā)動機(jī)的理論經(jīng)過驗(yàn)證，將促使中國信心百倍的研發(fā)更大推力的高性能的高壓補(bǔ)燃煤油液氧大發(fā)動機(jī)，最后將現(xiàn)在YF100的推力120噸提高到Y(jié)FXXX的660噸，比如長征9號火箭，用5臺660噸的高壓補(bǔ)燃煤油液氧大發(fā)動機(jī)就可以將比美國發(fā)射阿波羅還要重還要大的有效載荷送進(jìn)太空，這樣的大火箭起飛重量將超過世界大部分護(hù)衛(wèi)艦的重量。

　　圖 紅圈處是660噸國產(chǎn)高壓補(bǔ)燃煤油液氧大發(fā)動機(jī)

　　圖 國產(chǎn)護(hù)衛(wèi)艦3000噸排水量，等于長征九號火箭的重量

　　最后，高壓補(bǔ)燃煤油液氧大發(fā)動機(jī)還是無毒無污染的，這也是高壓補(bǔ)燃煤油液氧大發(fā)動機(jī)一大優(yōu)勢。

　　讓我們期待著年底長征五號的成功，這將是中國走向星辰大海的關(guān)鍵一步！

　　而這一切要從YF100高壓補(bǔ)燃煤油液氧大發(fā)動機(jī)開始。

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