同使用液氧甲烷，我国“天鹊”火箭发动机，与SpaceX“猛禽”相比如何？
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Space X公司的星舰完全体总高120米 ， 推力5500吨 ， 是地球上最强大的火箭 ， 它所仰赖的就是强大发动机~猛禽发动机 。
猛禽发动机第1版本的推力是170吨 ， 第2版本升级以后会达到240吨左右 ， 提升了70吨 。
猛禽改版以后外形变得整洁 ， 第1版管线很多 ， 看上去很杂乱 ， 新版本管线大量减少 。
我国民营航天企业蓝箭航天公司 ， 最新的“天鹊”火箭发动机和space X公司的猛禽一样 ， 都是使用液氧和甲烷 。
从尺寸上来看 ， “天鹊”发动机比较小 ， 而且推力只有80吨 ， 只相当于猛禽升级后提升的推力 。
那么是不是整洁的发动机就更加先进了？我国的液氧甲烷发动机可以跟猛禽相比较吗？
实际上发动机的先进程度 ， 是按照工作体制来算的 。
▍液体火箭发动机的工作体制由什么决定？不管是按照单位体积的功率还是按照总功率 ， 火箭发动机都是这个世界上最强大的发动机 。
以美国用于登月的土星5号火箭为例 ， 它的第1级有5台F1发动机 。
单台F1发动机的热功率是3600万千瓦 ， 推进功率为2400万千瓦 ， 已经超过了三峡电站满负荷发电的功率 。
要达到这么大的功率 ， 肯定要消耗海量的燃料 ， 所以一台F1火箭发动机每秒钟需要消耗1.8吨液氧、790公斤的煤油 。
这个数字简直就是看起来夸张到让人不敢相信 。 不说这些燃料在极短的时间、在很小的空间烧尽 ， 就是要把这些燃料喷进燃烧室 ， 都是很麻烦的事情 。
所以 ， 这里就遇到了火箭发动机设计的关键点：如何把燃料送进燃烧室？这决定了液体火箭发动机的工作体制 。
这个就需要一个燃料泵 。 那么这个燃料泵就需要有额外的动力来驱动 。 这个泵的功率极大 ， 需要用火箭本身的燃料来驱动的 。
【同使用液氧甲烷，我国“天鹊”火箭发动机，与SpaceX“猛禽”相比如何？】先要搞一个小的涡轮发动机 ， 让火箭本身自带的氧化剂、燃料混合燃烧以后 ， 驱动这个泵 ， 然后才能把火箭的燃料送到燃烧室里面 。
驱动燃料泵的发动机纯粹消耗火箭燃料 ， 对火箭的推力没有贡献 。
我国蓝箭航天的“天鹊”发动机 ， 就是采取这样的设计 ， 这个小的涡轮机 ， 在液体火箭上叫做燃气发生器 。
但是 ， 猛禽发动机的设计不是这样的 ， 而是把这个燃气发生器的功率也利用起来了 ， 这就是一种全新的火箭工作体制~全流量分级燃烧 。
▍猛禽发动机世界上第1款全流量分级燃烧发动机 。所谓分级燃烧的意思就是燃料要燃烧两次 ， 这是两个同时进行的平行过程 。
第1个叫做富氧燃烧过程 ， 燃烧大量液氧和少量甲烷 。 这个燃烧过程产生两个效果 ， 把液氧加热成气态的氧 ， 燃烧产生的热量驱动涡轮带动液氧泵 。
第2个叫做
然后 ， 富氧燃烧的尾气 ， 富燃燃烧后的尾气 ， 再进入发动机的主燃烧室进行最后一次燃烧 ， 再喷出去 ， 产生推力 。
大家可以看出来 ， 分级燃烧最大的优势 ， 就是把燃气发生器的尾气接入了整个喷射回路中 ， 最终所有的气体是从火箭发动机的尾喷口喷出来的 ， 所以燃气发生器的功率也可以转化成推力 。
全流量的意思 ， 就是说全部的燃料跟氧化剂都要经过富氧燃烧和富燃燃烧的过程 。
那么 ， 既然有全流量 ， 就是有不全流量的 。 不全流量的 ， 就是有一部分的氧化剂和燃料是绕开这个过程 ， 直接喷进燃烧室的 。
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