YF100火箭发动机 YF100火箭发动机-简介,YF100火箭发动机-YF-10

YF100火箭发动机是中国新一代运载火箭(即长征五号)的主要动力之一(另有YF77液氢/液氧火箭发动机)。

YF100火箭发动机 YF100火箭发动机-简介,YF100火箭发动机-YF-10

yf77_YF100火箭发动机 -简介

YF100火箭发动机是我国新一代运载火箭(即长征五号)的主要动力之一(另有YF77液氢/液氧火箭发动机)。
这是一种液氧煤油分级燃烧循环火箭发动机,是我国1990年代中期研发的八十五吨推力发动机的挖潜型。它采用先进的富氧预燃分级燃烧循环,有主涡轮泵两台,其中氧泵为单级,煤油泵为两级,均为预燃室富氧燃气驱动。有预压泵两台,其中煤油预压泵由主煤油泵一级高压煤油分出一支驱动,驱动后介质进入低压煤油主流,液氧预压泵富氧燃气驱动,驱动后介质亦进入低压液氧主流(这与苏/俄RD170高性能发动机相同)。总体而言,其整个动力循环相当先进。
其最大真空推力达140吨,真空比冲达337秒,可以65%节流以调节推力。

yf77_YF100火箭发动机 -YF-100、YF-77、YF-75D、YF-115

YF-100发动机是我国航天推进技术院研制的高压补燃液氧煤油火箭发动机,发动机地面推力达到了120吨,地面比冲高达300秒,其性能达到了国际液氧煤油发动机的先进水平。YF-100发动机自2006年起已经顺利完成了多次600秒长程试车,而发动机在火箭上的工作时间不过是150秒左右,其可靠性已经得到了充分的验证。YF-100发动机还在2010年和2012年分别实现了双机单摆和双机双摆试车,这也分别是长征5号助推器和长征7号芯级的YF-100发动机实际飞行状态。从目前的消息看,YF-100发动机的研制工作相对顺利,试车时间已经超过了2万秒,研制已经接近尾声,性能也基本达到了设计指标。
相比之下YF-77液氢液氧发动机进度不太理想,研制工作中遇到了很多的问题。YF-77氢氧发动机地面推力约50吨真空推力约70吨,真空比冲约428秒,其性能纵向对比YF-75是巨大的进步,但横向对比先进国家的大推力氢氧发动机则仍然落后很多。即使如此,由于我国之前只研制过真空推力78千牛的YF-75氢氧发动机,加上YF-77发动机没有原型可以借鉴,尤其是我国缺乏大推力氢氧发动机的研制和工程经验,其研制难度要大得多。目前为止YF-77发动机进行了多次500秒长程试车,其长程试车时间已经超过了火箭飞行时发动机的实际工作时间,但考虑到发动机试车过程中暴露出来的诸多问题,完成研制工作仍有待时日。
除了作为主发动机的YF-100和YF-77发动机,我国还为新一代运载火箭研制了YF-75D膨胀循环氢氧发动机和YF-115液氧煤油发动机。从目前的报道看,YF-75D发动机性能现有的YF-75发动机相近,均为真空推力约80千牛和真空比冲约440秒,但可靠性有了很大提高,还可能具备更多的启动次数,用于长征5号火箭的上面级。YF-115则是小推力的高压补燃液氧煤油发动机,真空推力18吨用于长征6号和长征7号火箭的第二级。
长征5号火箭根据任务需要进行灵活配置的示意图:以构型A为基准,A发射步转移轨道卫星时,需要增加一个上面级;而进行近地轨道极限载重发射时,则将所有助推器更换为3.35米直径型。

yf77_YF100火箭发动机 -长征5号

新一代运载火箭中长征5号火箭芯级为5米直径火箭模块,使用2台YF-77氢氧发动机,加满推进剂后的质量约175吨。由于芯级本身的推力小于自重无法独立使用,因此长征5号所有型号必须捆绑4个助推器,而助推器有2种,包括采用1台YF-100发动机的2.25米模块和采用2台YF-100发动机的3.35米模块。长征5号在发射地球同步转移轨道卫星时,还需要采用二级半设计,增加了使用2台YF-75D发动机的上面级。

yf77_YF100火箭发动机 -长征7号

由于长征5号运载能力最小的构型,其运载能力也达到低地球轨道10吨的水平,对不少发射任务来说仍是极大的浪费,所以还需要推力较小的运载火箭,这就是长征7号。
长征7号的芯级为3.35米模块,共有5种不同的构型。基本构型为二级设计,一、二级均是3.35米模块,一级采用2台YF-100发动机,二级采用2台YF-115发动机,低轨发射能力4.5吨。通过捆绑2个或4个2.25米模块助推器,长征七号就可以获得2种推力更大的构型,低轨发射能力分别为9吨和15吨。而在此基础上再增加第三级――采用2台YF-75D发动机的5米模块,又获得2种用于发射地球同步轨道卫星的构型,发射能力分别为3吨和6吨。
从发射能力来看,长征7号才是目前现役长征2号、长征3号和长征4号系列火箭的替代者,可以用于发射现有的东方红4号通讯卫星、北斗二代导航卫星、神舟飞船和未来的货运飞船等。2010年长征七号火箭立项,2011年底已经通过初样阶段评审,全面进入初样研制阶段。

yf77_YF100火箭发动机 -长征6号

长征6号火箭使用3.35米直径的第一级和2.25米直径的二、三级,其第一级仍然使用1台YF-100发动机,第二级使用1台YF-115发动机,第三级使用4台1000牛的过氧化氢/煤油发动机。长征6号的700千米高太阳同步轨道运载能力约为1吨,可以视为现有长征1号D的替代型号。另有报道称长征6号火箭还可能捆绑小型固体助推器以增强运载能力,从而填补长征六号基本型号与长征七号基本型号之间的运力空白。据中国航天报讯,2009年9月长征6号火箭立项,目前已转入初样研制阶段。

  

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