同使用液氧甲烷,我国“天鹊”火箭发动机,与SpaceX“猛禽”相比如何?( 二 )


全流量分级燃烧的最大好处就是火箭推进剂的利用效率最高 。 而且 , 推力可以大范围内调整 。

这才是火箭发动机的最核心指标 , 它的意义就相当于汽车百公里耗油量 。
猛禽发动机的真空比冲380 , 大概比“天鹊”发动机的效率高10% 。
不要小看这10% , 因为火箭也只能把自身总重量的3%~5%的荷载送入太空 。
▍猛禽发动机到底有多难造?Space X公司的老板埃隆马斯克是一个工作狂人 , 每周至少工作80个小时 , 最多120个小时 。
以如此的执行力度和狂热的工作精神 , 这款发动机也开发了至少10年 。
首先一个问题 , 猛禽的主燃烧室和涡轮泵是一体的 , 给设计人员留下的闪转腾挪余地极小 , 必须在极其有限的空间中 , 把机器的性能压榨到极致 。

而且富氧燃烧和富燃燃烧都是不完全燃烧过程 , 很容易产生闪爆、闪燃 , 燃烧极其不稳定 , 对涡轮机要求极高 。
这里面既有高度优化的机械结构设计 , 同时又有特殊的材料 , 当然这些都是保密的 , 从外观看不到 。
所以 , 猛禽第1代发动机外面的管路看起来非常多 , 因为要从这个管子进 , 那个管子出 , 然后再绕回来 , 然后再进入主燃烧室 。
第2代版本采取了很多焊接工艺 , 代替了原来活动可拆卸连接工艺 , 减少了结构 , 所以它的管线看起来比较规整 。
蓝箭航天“天鹊”发动机结构要简单多 , 所以看起来比较简洁 。 从液体火箭发动机的工作体质上来说 , 我们和美国差了至少15年 。

美国上世纪80年代开发出来的航天飞机上的主火箭发动机 , 就是氢氧分级燃烧发动机 。 猛禽发动机转移了很多NASA的技术 , 10年开发出来已经算快了 。
从液体火箭发动机的开发经验上来说 , 上世纪冷战期间 , 华约、北约砸了无数钱开发火箭技术 , 所以美国和俄罗斯的火箭发动机技术积累是极其丰厚的 。
我国目前正处于极其直追的状态 。 我国现在最先进的发动机体制是不全流量的分级燃烧 , 这可能以后用在中国的巨型运载火箭长征9号上面 。

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