猛禽发动机是哪个公司生产的 猛禽发动机百度百科( 二 )


美苏冷战时期,美国就因为没把握搞出能够承受几百度高温高压下液氧腐蚀的特殊材料,干脆放弃研制高压补燃液氧煤油发动机 。苏联则大胆尝试,没想到最终还真让它搞出这种特殊合金,所以才造出至今都领先世界的RD170、RD180、RD190系列高压补燃液氧煤油火箭发动机 。
因此,理论上,如果能够造出高压补燃液氧煤油火箭发动机,就意味着已经攻克了难度更大的“富氧预燃”技术难题,结合难度更低的“富燃预燃”技术,造出全流量火箭发动机一点问题都没有!

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全流量火箭发动机具有“富燃预燃”和“富氧预燃”两种预燃室
【猛禽发动机是哪个公司生产的 猛禽发动机百度百科】当然,全流量火箭发动机也是有局限性的,对于使用煤油的火箭发动机来说,目前人类尚无法攻克煤油不充分燃烧产生的积碳难题,根本无法采用“富燃预燃”技术 。因此,自然也就不能造出全流量液氧煤油火箭发动机,最多就只能造出高压补燃液氧煤油火箭发动机 。
二、高压补燃液氧煤油发动机相比全流量氢氧发动机或者全流量液氧甲烷来说,使用效果未必更差 。
火箭发动机好不好,不仅跟自身性能有关,也要考虑采用它之后,火箭整体的死重是不是足够小,发射成本是不是足够低 。
1、使用高压补燃液氧煤油发动机的火箭,所需的燃料箱体积最小 。
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长征9号运载火箭结构布局
据了解,三种燃料的密度,液氢是70克/升、液态甲烷是422克/升、煤油是813克/升 。再看三种燃料完全燃烧所需的氧化剂质量比,燃烧1克氢需要6克氧、燃烧1克甲烷需要3.7克氧、燃烧1克煤油需要消耗2.7克氧 。已知,液氧密度是1141克/升,据此我们可以算出每升液氧能够使多少燃料完全燃烧,煤油是0.52升、液态甲烷是0.73升、液氢是2.7升 。也就是说消耗同样体积的液氧,液氢的燃料罐体积是煤油燃料罐体积的5倍左右,液态甲烷罐却只比煤油罐大40%,而液氢罐则是液态甲烷罐的3.7倍 。
2、燃料成本方面,液态甲烷最便宜,煤油居中,液氢最贵 。
燃料成本方面,液态甲烷大概是2.5~3元/升,煤油大概是5~7元/升,液氢35元/升 。简单计算就会发现,氢氧火箭发动机的燃料成本远高于液氧煤油发动机和液氧甲烷发动机 。
3、比冲方面,全流量液氧甲烷火箭发动机仅比高压补燃液氧煤油发动机略高,大大低于全流量氢氧发动机 。
2019年4月,一篇名为《全流量补燃循环液氧甲烷发动机系统方案研究》的论文介绍了全流量液氧甲烷火箭发动机、全流量氢氧发动机和高压补燃液氧煤油发动机三种发动机的参数对比 。结论是全流量液氧甲烷火箭发动机最佳比冲比高压补燃液氧煤油发动机高3.23%,比全流量氢氧发动机低18.8% 。
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论文截图
结论:对于同样使用“液氢液氧”或者“液体甲烷液氧”的火箭发动机来说,全流量火箭发动机可以凭借更高的室压获得比高压补燃火箭发动机更高的推重比 。然而,对于使用不同类型的燃料来说,却不能一概而论 。比如,全流量氢氧火箭发动机就不一定比高压补燃液氧煤油火箭发动机更好,只能说各有千秋 。如果看中比冲和推重比,那么全流量氢氧火箭发动机无疑是最佳选择 。如果看中使用成本和火箭发射成本,那么全流量液氧甲烷火箭发动机和高压补燃液氧煤油发动机则是不错的选择 。如果想要看中重复使用功能,那么全流量氢氧火箭发动机和全流量液氧甲烷火箭发动机都是不错的选择 。Space X猛禽全流量火箭发动机和YF130高压补燃液氧煤油火箭发动机并不是同类发动机,连燃料种类都不一样,并不能直接对比 。况且,现在我国已经研制出高压补燃液氧煤油发动机,理论上已经积累了研制中国版猛禽全流量火箭发动机的技术储备 。