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中国新一代液体火箭发动机(归总)

发布者: rottenweed | 发布时间: 2012-5-2 15:05| 查看数: 163301| 评论数: 1194|帖子模式

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本帖最后由 rottenweed 于 2016-6-23 14:05 编辑

中国新一代长征系列(567)运载火箭的发展,同时也是中国多种新一代液体火箭发动机的发展过程。如果没有意外,那么这些液体火箭发动机都将在2020年前实现首飞,并将被长期应用在以后的发射中。

在论坛里关于新一代长征火箭的讨论帖中,关于发动机的讨论也很多,不过找起来很麻烦。我自己归总了一下,一共涉及到5种(或系列)液体火箭发动机。希望可以作为一个专帖来讨论进度,如果版主认为没有必要,也可以归总到其他帖中。
数据有些可能有矛盾,需要等新的权威资料。

主要参考的帖子:

长征5号(新一代运载火箭)专帖
长征6号专帖
长征7号专帖
2010珠海航展航天馆巡礼之三:先进上面级和火箭发动机
液氧煤油高压补燃发动机的相关研究进展
《航天推进专业发展》2008年报告


YF100
地面级发动机
用途:长征5/73.35/2.25米助推器发动机,长征7号芯1级发动机,长征6号第1级发动机。
分级燃烧循环,液氧-煤油发动机,富氧预燃。
地面推力:1199.19千牛 122.3吨)
地面比冲:2942.0/  300秒)
真空推力:1339.48千牛 136.7吨)
真空比冲:3286.2/335秒)
液氧流量:296.39千克/
煤油流量:113.31千克/
总流量:409.70千克/
燃烧室压:18MPa
混合比:2.6
混合比调整范围: +/- 10%
喷口面积:1.406平方米
喷口直径:1.338
喷管面积比:35
推力调节:65%~100%
高度:2.991米
(电视数据:长3米,重1.9吨)

YF77
地面级发动机
用途:长征5号芯1级发动机。
燃气发生器循环,液氢液氧发动机。
地面推力:509.60千牛 52吨)
地面比冲:3040/310秒)
真空推力:699.52千牛 71.4吨)
真空比冲:4177.6/426秒)
液氧流量:141.8千克/
液氢流量:25.8千克/
总流量:167.6千克/
混合比:5.5
喷口直径:1.446


YF75D
高空发动机
用途:长征5号芯2级发动机,可能用于长征7号(3级GTO版本)芯3级发动机。
完全膨胀循环,液氢液氧发动机,双机并联使用。
真空推力:2 x 88kN(9吨)
真空比冲:442秒(4335m/s)
工作时间:780
混合比:6.0
燃烧室压:4.1Mpa
喷管比:80
双向摆动4度,两次起动能力


YF115
高空发动机
用途:长72级发动机,长62级发动机。
分级燃烧循环,液氧-煤油发动机,富氧预燃。
真空推力: 18
推力调整范围:80%~100%
真空比冲:3349米/秒 (342秒)
燃烧室压:12MPa
混合比:2.5
混合比调节范围:+/- 8%
喷口直径:0.946米
喷管面积比:88
高度:2.325米


(?)YF85
推力:1000N(另有300N100N25N 等系列)。
用途:长征6号第3级发动机,长征6号滚控、姿控、推进剂管理等。可能用于未来先进上面级和航天器轨控、姿控。
过氧化氢/煤油辅助动力系统。(另有用途类似的气氧/煤油发动机)
比冲:2793/285秒)

评分

参与人数 2火箭 +2 收起 理由
mir-2 + 1 毕竟发动机的消息不多,综合讨论也挺好
naugty + 1 好文好图!

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最新评论

rottenweed 发表于 2012-5-2 15:09
本帖最后由 rottenweed 于 2014-5-11 16:48 编辑

公开进度:
YF100和YF115的研制过程已经基本结束,已移交总体。
YF100:120吨级液氧煤油发动机工艺验收试车圆满成功
来源:中国航天报                                 日期:2012/05/11
YF100:5月28日,由中国航天科技集团公司六院研制的120吨级液氧煤油发动机项目通过国家国防科工局验收。
见193楼:2012年12月29日,4型120吨单机均已通过试车考核。

YF77已知单机累计热试车超过5000秒,未见单机单次1000秒试车的报道。
2012年9月21日,六院新闻:发动机于2002年立项研制,历经十年艰苦攻关,目前,发动机关键技术全部突破,累计试车22000秒。2014年CZ-5火箭首飞发动技术状态已经确定。

YF75D已开始进行真空热试车。
长程二次启动试车已成功。(2012/06/01)
完成研制计划的各项研究性试验和摸底试验任务,进入鉴定验收和交付产品阶段。(2014/05/05)

YF115:
长征六号运载火箭的一、二级动力试车发动机已全部顺利交付总体。
长征六号试车发动机交付 (2012/04/20)
日前,首台长征六号火箭芯一级动力系统试车发动机顺利交付总体。“长征六号”芯一级由一台120吨级液氧煤油发动机组成,并带有两台燃气滚控装置。六院7103厂工作人员历经10天奋战,圆满完成了交付任务。至此,长征六号运载火箭的一、二级动力试车发动机已全部顺利交付总体。(黄忠 张燕)
(见193楼)2012年12月29日,2型18吨单机、组合形成的7种飞行状态发动机均已通过试车考核。

YF85(?)情况不明。
可能(?要看如何理解)已经交付长六整体研制方。在2011/04/20的新闻中,提到了“并带有两台燃气滚控装置”。
这里和长六方案C里面提到的“滚控采用4X1000N过氧化氢/煤油辅助动力系统”有矛盾。
2013年7月11日,由中国航天科技集团公司八院抓总研制、805所抓总设计的新一代小型运载火箭三子级热试车在六院101所取得成功。新一代小型液体运载火箭已经顺利完成了全部系统级热试车。
http://114.242.111.28/article.action?dgId=904726173&pageId=1&articleId=7&date=20130719&jsId=79592&products=11000112-1

技术来源:
YF100:由苏联RD-120改进
YF75D:由YF75改进循环方式
YF115:改进自RD-8

点评

@东方红,采用RD-8放大方案的原因是什么?RD-8比冲才342s,且推重比超低、结构质量大。唯一的长工作时间(4000s)优势在做二子级时也完全用不到。  发表于 2012-5-3 09:58
YF-115的技术来源是RD-8,属于其单喷管放大型号。  发表于 2012-5-2 21:17
碧海潮心 发表于 2012-5-2 21:07
不错的统计啊,很难看到的
naugty 发表于 2012-5-2 21:16
rottenweed 发表于 2012-5-2 15:09
公开进度:
YF100和YF115的研制过程已经基本结束,已移交总体。
YF77已知单机累计热试车超过5000秒,未见 ...

YF-115研制在YF-100之后,2002年才开始方案论证。
YF-115的强迫启动方式比YF-100的自身启动风险也更大些,可以说YF-115是在YF-100取得突破后的牛刀小试。

点评

to spacedog: 仁兄,那个是490N发动机,没有k。  发表于 2012-6-9 13:27
to spacedog: 强迫启动时按额定流量启动,不像自身启动时燃料缓慢增加而燃烧工况比较平稳,容易引起爆燃,损伤喷注器和推力室  发表于 2012-5-3 23:47
YF-115的强迫启动方式比YF-100的自身启动方式有什么优劣? 另外YF-85的比冲很不堪啊,既然是上面级为什么比冲怎么挫?我们的490N发动机比冲不是已经达到315秒了吗?干吗不直接捆两个来用?  发表于 2012-5-3 08:37
陷阱 发表于 2012-5-2 21:22
好贴,这些都是快要发射的新一代火箭的发动机

很显然,yf100推力太小,3300kn才是cz5的理想助推器发动机,6600kn可以用在cz8

yf77推力也是太小,将来用在上面级还是不错,将来需要2000kn氢氧发动机单燃烧室,将来可以用在cz5和cz8上
北极企鹅 发表于 2012-5-2 21:48
看起来 yf-100 喷管上面部分太累赘了,也不给精简精简
rottenweed 发表于 2012-5-2 22:11
按照东方红兄的意见对YF115的技术来源作了修改。
我大概是有个印象看到某篇文章中提到在YF100研制中曾经造了2台缩比样机进行原理试验。忘了这个印象从何而来了
着急上火1 发表于 2012-5-3 08:15
楼主用心,不错。另外问一下,有没有单机重量的数据?加上会更完整些。

点评

好惊悚的数据!  发表于 2014-5-10 12:17
问题就是目前还没有啊。没看到bomber说过“听说YF100的干重比预估的重了1吨”么?这些数据还得等。  发表于 2012-5-3 10:09
yuchen74 发表于 2012-5-3 08:55
为啥管路都那么凌乱,可不可以进行好好的规划梳理整齐。
rottenweed 发表于 2012-5-3 10:14
本帖最后由 rottenweed 于 2012-5-3 10:30 编辑

YF-85(?)那个系列似乎是打算作为万金油来用的,利用可自燃可多次启动的特点,滚控姿控什么都干,低比冲或许是由于低室压所致?另外它也不能算是高空级,比如说在长6上它既当第3级,又在第1级当滚控用,这样喷管的优化就是个问题。
搞不好以后高空级二次启动时候的沉底也由它来干。
用YF-85(?)系列不用肼类的原因,多半还是为了无毒考虑。连模拟的太空存储2年的实验好像都做过了,看来对在轨控制是有考虑的。

另外,怀疑YF-85的技术路线也是自苏联而来。H2O2催化分解和H2O2+煤油在有催化剂的情况下自燃的说法都见过。
纸飞机 发表于 2012-5-3 19:24
RD-8难道是从乌克兰弄来的技术?

点评

按照苏联的命名规则,RD-8应该是乌克兰的南方局设计的  发表于 2012-5-5 14:54
看来是和RD-120同批引进的  发表于 2012-5-3 19:54
rottenweed 发表于 2012-5-3 20:38
这些发动机的推力调整范围似乎还不明确,YF100的那个65%~100%的数据也是好几年前就有的说法了。
着急上火1 发表于 2012-5-3 21:20
超重1吨?推比按80算,120吨发动机干重是1.5吨,超重一吨几乎翻倍了,有点不太可能吧?是不是有重复使用的考虑?如果是接近2吨半的级别那就超过rd-191了,但人家的推力...。

点评

YF-100的推质比应该没有RD180系列这么高,泵后摇摆伺服机构很重,估计空重2两吨,推质比在60左右,应该不可能有2.5吨这么沉  发表于 2012-5-3 23:27
所以说还是“传说”性质,许多数据做不得准。  发表于 2012-5-3 21:51
shaolin1254 发表于 2012-5-3 23:09
数据还是等到有发射的成绩后看八股怎么说吧
wajy1984 发表于 2012-5-4 08:52
YF77要搞出来还很遥远吧

点评

据说2015年才能首飞,cz5估计是耽误在yf77上了  发表于 2012-5-9 18:20
bombers 发表于 2012-5-4 09:04
着急上火1 发表于 2012-5-3 21:20
超重1吨?推比按80算,120吨发动机干重是1.5吨,超重一吨几乎翻倍了,有点不太可能吧?是不是有重复使用的考 ...

按载人航天工程网的说法,货运状态的长征七号全重达579吨,但运载能力仅有13吨,运载系数和使用开式循环发动机的俄罗斯货运火箭Soyuz-U基本相当。你认为YF-100的干重大概是个什么水平?

点评

579/582吨的数据,不是论坛里一直都算不圆么?还得再看看到底怎么回事。  发表于 2012-5-4 10:36
bombers 发表于 2012-5-4 09:09
wajy1984 发表于 2012-5-4 08:52
YF77要搞出来还很遥远吧

这个得看怎么定义“搞出来”三个字。像YF-100这种发动机,试车进度倒是相当快,交付得也早,不过看看那个严重超标的干重和惨不忍睹的推质比,你认为这叫“搞出来”了?

点评

赞成能力优先、可靠性其次,经济性第三;技术水平稍放放。  发表于 2012-6-15 18:34
作为形容词,“不理想”和“非常烂”的区别还是很大的。  发表于 2012-5-5 11:33
如果达到非常理想的指标才叫“搞出来”,那么新一代运载火箭的所有型号都要推迟。工程中本来就是个不断妥协的过程,何况中国航天液体运力基本比较薄弱,在发展型号同时还要提升能力。  发表于 2012-5-4 09:57
bombers 发表于 2012-5-4 09:19
关于发动机干重这事,YF-100和YF-77目前都没有准确数据。但是根据相关文献,YF-100的推质比不超过上面级发动机RD-120,下限未知,估计干重不会低于两吨(谣传超重一吨),反正大家不要抱太大希望就是了。至于后者,推测是13XXkg(一院211厂的描述是>1300kg),推质比和模仿对象Vulcain尚有差距,不过比起欧洲人的开式氢氧上面级还是略好点。

点评

其实也还好了,毕竟地面级的死重对有效载荷影响不算太大。RD-120的推重比毕竟也有75,如果YF-100未来能有YF-20的可靠性,重一些也认了。  发表于 2012-5-4 09:28
delta4heavy 发表于 2012-5-4 12:07
本帖最后由 delta4heavy 于 2012-5-4 12:10 编辑
bombers 发表于 2012-5-4 09:04
按载人航天工程网的说法,货运状态的长征七号全重达579吨,但运载能力仅有13吨,运载系数和使用开式循环发 ...

看运力好歹也要看轨道参数吧,CZ-7的13.5吨运力是200km*350km @42.4的数据,换算成200km*200km @28.5应该达到15吨以上

那个579吨全重的说法个人基本不信
ttslslyh 发表于 2012-5-4 21:00
YF100液氧煤油发动机的地面推力不是已经超过127吨了吗?怎么楼主的资料里还是122吨?

点评

100%标准推力和10x%推力的区别  发表于 2012-7-29 20:35

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