考察液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)主要有2個(gè)指標(biāo),一個(gè)是最大推力,另外一個(gè)是比沖。在相同的發(fā)射重量下,火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的比沖越高,火箭的運(yùn)載能力就越強(qiáng);火箭發(fā)動(dòng)機(jī)最大推力越大,所需的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量就越少。資料顯示國(guó)外目前均采用推力較大、比沖較高的高性能火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。而與美俄等先進(jìn)航空大國(guó)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)相比,中國(guó)的液態(tài)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的確還落后不少。下面就通過數(shù)據(jù)比較來真實(shí)了解一下中國(guó)當(dāng)前液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)和液態(tài)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)與美俄日歐的差距。
中國(guó)長(zhǎng)征5號(hào)運(yùn)載火箭運(yùn)抵海南
美國(guó)宇宙神5火箭使用引進(jìn)的俄羅斯RD-180液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī),真空最大推力4320千牛,真空比沖337.8秒;俄羅斯質(zhì)子火箭的 RD-253液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)雖然相當(dāng)老舊,但使用分級(jí)燃燒循環(huán)設(shè)計(jì),真空最大推力仍然達(dá)到1830千牛,真空比沖316秒。在氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)方面,美國(guó)的德爾塔4火箭使用本國(guó)普惠公司生產(chǎn)的RD-68大推力氫氧發(fā)動(dòng)機(jī),這也是世界上推力最大的氫氧發(fā)動(dòng)機(jī),真空最大推力3445千牛,真空比沖409秒;歐空局的 Ariane 5火箭使用法國(guó)斯奈克瑪公司的Vulcain 2氫氧發(fā)動(dòng)機(jī),真空最大推力1340千牛,真空比沖431秒;日本H-IIA/IIB使用本國(guó)的LE-7A氫氧發(fā)動(dòng)機(jī),最大推力1098千牛,真空比沖 442秒。相對(duì)來看,YF-100液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)真空最大推力為1340千牛,真空比沖約330秒;YF-77液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)真空最大推力約為70千牛,真空比沖428秒。在主要的地面啟動(dòng)液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)中,YF-100性能僅僅超過了老式的RS-27、RD-107和SpaceX廉價(jià)的Merlin等發(fā)動(dòng)機(jī),YF-77液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)更是在主流氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)中推力和比沖雙墊底。
中國(guó)長(zhǎng)征5號(hào)運(yùn)載火箭運(yùn)抵海南
結(jié)語:今年9月長(zhǎng)征六號(hào)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射,成功將20 顆微小衛(wèi)星送入太空。長(zhǎng)征六號(hào)運(yùn)載火箭的發(fā)射和一箭20星的成就令所有國(guó)人倍受鼓舞。也更加期待長(zhǎng)征五大推力火箭在海南發(fā)射場(chǎng)的首秀。雖然配套的液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)和液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)實(shí)水平與美俄歐還有一定的差距,但是只要保持這個(gè)良好發(fā)展勢(shì)頭,相信中國(guó)很快會(huì)趕超上述三個(gè)第一集團(tuán)成員。另外,中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院下屬首都航天機(jī)械公司2013年初宣布啟動(dòng)“220噸級(jí)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)”預(yù)先研究工作,該型發(fā)動(dòng)機(jī)將用于中國(guó)航天重型運(yùn)載火箭。