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中国新一代液氧煤油发动机3:YF100/115主要特性
时间:2014-10-26 16:51 作者:李 斌 张小平 马冬英 浏览读取中…

我国新一代液氧煤油补燃循环发动机主要组件包括: 推力室、燃气发生器、主涡轮泵、燃料预压泵、氧化剂预压泵、液氧主阀、燃料主阀、流量调节器、燃料节流阀、发生器燃料阀、点火导管、换热器、机架等,1200 kN 发动机系统简图见下图

液氧煤油补燃循环发动机系统图

液氧煤油补燃循环发动机工作原理为: 氧化剂经预压泵、主泵增压后进入燃气发生器; 燃料经预压泵、一级泵增压后分为两路,少部分经二级泵进一步增压后进入燃气发生器,绝大部分进入推力室; 全部氧化剂与少部分燃料在燃气发生器中燃烧,产生高压富氧燃气,驱动涡轮泵,之后进入推力室,与大部分燃料再次燃烧( 即补燃) ,产生高温高压的燃气,燃气经喷管喷出产生推力。

我国液氧煤油发动机主要参数见表 1,结构见图 2,主要技术特点如下:

我国液氧煤油发动机YF100,YF115参数表

液氧煤油发动机YF-100外形、YF-115外形

1) 可靠性高,发动机关键部位和薄弱环节采取双重/多重密封、并联电缆、控制气源冗余等设计; 可进行工艺检验试车,试车考核合格后交付使用,提高了全箭的可靠性。

2) 推进剂无毒环保、成本低廉,液氧煤油均为无毒、环保,保护了生产、试验领域相关人员的身体健康; 液氧煤油推进剂来源广泛,液氧由空气液化分离而来,价格不到2000 元/吨,煤油为石化产品,价格约为 1 万元/吨,与常规推进剂、液氢、固体推进剂相比,价格低一个数量级以上;

3) 性能高,采用先进的高压补燃循环技术,发动机的比冲性能比常规的燃气发生器循环发动机提高 10%以上,大幅度提高火箭的运载能力;

4) 具有双向、单向摇摆功能,1200 kN 液氧煤油发动机双向摇摆 ±5°,单向摇摆±8°,并设置了燃气滚控装置,可以为运载火箭提供俯仰、偏航和滚动控制矢量;

5) 推力和混合比可大范围调节,1200 kN 液氧煤油发动机推力调节范围 65 ~ 100%,混合比调节范围 ±10%,可以有效提高运载火箭的性能;

6) 使用维护方便,可提供压力稳定的煤油作为伺服机构动力源,提供热氧气用于氧化剂贮箱增压、加热氦气用于燃料贮箱增压;

7) 发动机按照多次使用设计,实现了单台发动机多次地面试车,具有重复使用的潜力。

(作者系西安航天动力研究所)

延伸阅读:

· 中国新一代液氧煤油发动机5:在长征567号上的应用
· 中国新一代液氧煤油发动机4:YF100/115十大关键技术 
· 中国新一代液氧煤油发动机3:YF100/115主要特性 
· 中国新一代液氧煤油发动机2:YF100与YF115的研制 
· 中国新一代液氧煤油发动机1:中美俄发动机现状 


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