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【科普】高压补燃循环液氧煤油发动机

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一楼献给向着星辰大海前进的中国航天
长征7号首飞镇楼


IP属地:浙江1楼2017-03-11 15:34回复
    航天活动需要大推力的火箭发动机提供动力,载人航天、载人登月等重大航天活动更需要大推力、高可靠性、高安全性的火箭发动机支撑,可谓发动机的推力有多大,人类的足迹就有多远。大推力液氧煤油发动机是运载火箭下面级主动力的全球选择之一,几十年的航天发展中,美、俄等航天国家研制了多种具有重大历史意义的大推力液氧煤油发动机,奠定了其航天强国的地位。
    几十年的航天发展中,各航天大国研制了多种大推力火箭发动机。上世纪五十年代,苏联率先研制成功RD-107/108 液氧煤油发动机。以其为动力的“联盟”号运载火箭,将首位航天员送入太空,开创了载人航天的历史。目前,采用液氧煤油发动机“联盟”号运载火箭是国际载人航天的主力。六十年代,美国研制了680 吨级的F-1 液氧煤油发动机,用于“土星V”运载火箭,1969 年7 月20日,成功实现载人登月的伟大壮举。同时期,苏联研制了推力150 吨级的NK-33 液氧煤油发动机。由于该发动机推力低,登月的“N-1”火箭一级需要采用30 台。发动机台数太多、动力系统过于复杂加上质量控制等原因,导致火箭可靠性降低,造成“N-1”火箭4 次飞行试验全部失败,整个登月计划以失败告终。七、八十年代,苏联吸取N-1 的教训,研制成功推力740 吨级的RD-170 液氧煤油发动机,达到了液体火箭发动机技术的顶峰。苏联解体后,俄罗斯又研制成功了380 吨级的RD-180 和200 吨级的RD-191液氧煤油发动机,技术水平遥遥领先其它国家,并开始出口发动机产品、输出发动机技术,帮助美国、欧洲、印度、日本、韩国研制液氧煤油发动机及其运载火箭。


    IP属地:浙江2楼2017-03-11 15:35
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      未来航天运载动力技术的发展趋势可以概括如下:
      (1)动力系统的大推力化,通过采用大推力发动机,减少发动机台数,简化动力系统,提高运载火箭的可靠性。
      (2)动力系统的低成本化,航天竞争力的核心是成本,液氧煤油发动机以其使用成本低、性能高已成为一种需要的航天动力。
      (3)推进剂的无毒环保化,新世纪是环保时代,高性能的液氧烃和液氧液氢推进剂以其无毒环保的优良特点已成为航天动力的发展趋势。
      (4)通用化、系列化、模块化,通过“一机多用”、技术拓展,增强发动机的适应性。


      IP属地:浙江3楼2017-03-11 15:36
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        与常规发动机相比,高压补燃循环液氧煤油发动机具备诸多优点:
        1、没有污染,液氧和煤油都是环保燃料,而且易于存贮和运输;
        2、经济,推进剂比肼类燃料的成本低60%;
        3、可靠性高;
        4、可重复使用,可以进行多次试车,而且试车后仍可用于发射,不必每次测试都报废一台便宜的发动机;


        IP属地:浙江4楼2017-03-11 15:41
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          下面,我们以YF-100为例学习一下高压补燃循环发动机的结构
          YF-100是一种液氧煤油分级燃烧循环火箭发动机,它采用世界上先进的富氧预燃分级燃烧循环技术,采用自身启动,混合比和推力可调节,单涡轮泵布置,可以为氧化剂贮箱增压提供热氧气,为伺服机构提供高压煤油作为动力源。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,液氧预压泵由富氧燃气驱动,驱动后介质亦进入低压液氧主流,在主燃烧室完成燃烧。


          IP属地:浙江5楼2017-03-11 15:42
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            @legendMiG25 帮忙顶贴


            IP属地:浙江6楼2017-03-11 15:43
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              dd


              IP属地:山东来自Android客户端7楼2017-10-15 19:12
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