國產重型火箭長征九號——質的飛躍（二）

在上一篇文章《國產重型火箭長征長征九號——質的飛躍（一）》中，提到了長征九號外形的規劃。感謝各位熱心航天迷的評論，讓我也學到很多知識。重點感謝網友尼古拉維羅斯基和網友長征九號5，兩位熱心網友爲小編提供了很多建議和幫助。

很多朋友喜歡拿中國航天跟美國俄羅斯比較，其實我們的航天水平確實還遠達不到美俄的水平。我們跟美俄比就像小學生跟大學生比一樣，就算我們很努力，但是距離人家的水平還有很長的路要走。當我們的發動機研發成功以後，經過大量飛行試驗的驗證，再做不斷地改進，我們與他們的差距就會越來越小。趕超也不是不可能，但趕超絕不是一年兩年能夠完成的。今天介紹長征九號的發動機。

二、動力篇

大推力發動機，是我國必須要突破的瓶頸。一般來說，發動機推力越大，火箭需要並聯的發動機越少，火箭的穩定性和可靠性越好。當年蘇聯的N-1火箭之所以會輸給美國的土星五號，就是因爲蘇聯當時的發動機推力太小，需要大量發動機並聯才能滿足推力要求，最終使用了30個發動機，由於協調困難，多次失敗，最終輸掉了載人登月的比賽。而美國土星五號只需要五臺超大推力發動機F-1，就成功推動了火箭起飛。因此，我們要發展重型火箭，就必須要發展大推力發動機。

1.大推力液氧煤油發動機

在研的480噸大推力液氧煤油發動機，已經可以在今年組裝試車了。在YF-100的成功帶動下，480噸大推力液氧煤油發動機較快完成了設計工作，而且樣機的組裝將在今年完成，完成後將進行第一次試車。在10年後，長征九號首飛的時候，該款發動機應該已經比較成熟了。根據已公開發表的資料，對該款發動機的基本技術特徵進行總結如下：

基本構型類似俄羅斯的RD-180，採取雙推力室結構，一臺燃氣發生器，一臺渦輪泵。採用高壓補燃循環技術，有利於燃料的充分利用。採用分級啓動技術，對發動機進行實時監控，有利於提高發動機的可靠性，減少意外的發生。採用泵後襬技術，可以實現單向、雙向搖擺，可以起到有效減輕發動機自身重量，減少發動機搖擺空間等作用。另外，該發動機採用高精度大範圍流量調節器技術，可以實現推力的高精度調整。發動機基本外型如下：

這款發動機，可以應用到芯一級和五米級助推器，其中芯一級可以採用四臺並聯的模式，而助推器採用兩臺並聯的模式。如果這個組合模型實現，長征九號就是12臺480噸發動機合力發動，起飛推力輕鬆超越3000噸，完全符合重型火箭的標準。當然，不排除未來衍生出液氧煤油發動機推動的五米直徑大型火箭，成爲長征五號的兄弟。

此外，該款發動機研發過程中，我國至少申請了497項專利，目前應該還有增加。相比較，美國326件、日本268件、俄羅斯223件。但是專利質量上，俄羅斯最高，專利技術分佈均勻，屬於大神級，其次是美國，然後是中國和日本。其中中國的專利技術主要集中在高壓大流量調節組件和低溫閥門技術，共433件。可以預測，我們在發動機精準流量調節上是有一定優勢的。

2. 大推力氫氧發動機

在研的220噸大推力氫氧發動機已經取得了一定的進展，但是從前面幾型氫氧發動機的研發和試飛經驗來說，這款氫氧發動機的研製依然會比480噸級液氧煤油發動機困難得多。根據已發表論文總結，該型發動機還有低溫高速重載軸承技術等十餘項技術面臨公關。根據譚永華的規劃論文我們總結一下220噸級氫氧發動機的基本特點。該款發動機應該是採用雙推力室的構型設計，採用泵前擺技術，燃氣發生器循環方案。材料選用上，估計會採用抗疲勞性能更好的內壁材料銀鋯銅，而不再採用YF-77採用的鋯銅材料。發動機基本設計圖如下：

目前來看這是世界在研的最大推力的高空氫氧發動機，與之前的YF-77地面一次性點火不同，這種大推力發動機是爲長征九號芯二級準備的。2臺大推力氫氧發動機並聯，利用氫氧發動機的高比衝把載荷送到更高的空間軌道。當然，鑑於目前重型火箭還處於論證階段，沒有最終確定構型，未來也不排除選用多臺氫氧發動機並聯推動芯一級的設計。

此外，從長遠考慮已經成型的YF-77氫氧發動機，在未來技術成熟以後應該也可以改造成專供上面級使用的大推力、變推力發動機。

今天關於長征九號發動機的介紹就介紹到這裏，後面還會介紹動力組合和固體發動機。歡迎繼續關注後面的文章。

也歡迎大家惠閱小編之前的航天科普文章，有不到之處懇請指正。