2016年6月20日，“長(zhǎng)征七號(hào)”運(yùn)載火箭在海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功?！伴L(zhǎng)征七號(hào)”作為我國(guó)新一代運(yùn)載火箭的代表，使用了新型的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。那么，與我國(guó)原有的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)相比，新型的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)到底新在何處呢？

更新的推進(jìn)劑

我國(guó)現(xiàn)有的“長(zhǎng)征二號(hào)”“長(zhǎng)征三號(hào)”和“長(zhǎng)征四號(hào)”等火箭主要使用YF- 20發(fā)動(dòng)機(jī)及其衍生型號(hào)，這種發(fā)動(dòng)機(jī)使用偏二甲肼和四氧化二氮作為推進(jìn)劑，其中偏二甲肼是易燃易爆且有劇毒的危險(xiǎn)品，而四氧化二氮?jiǎng)t具有腐蝕性，遇水便會(huì)形成具有更強(qiáng)腐蝕性的硝酸。盡管這種推進(jìn)劑組合可以在常溫下儲(chǔ)存，并且具有極高的比沖（比沖即單位重量推進(jìn)劑產(chǎn)生的沖量），但隨著時(shí)代的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越難以忍受它劇毒且污染大的缺點(diǎn)，于是液氧煤油組合成了一種用以替代的更好的推進(jìn)劑。

此次發(fā)射的“長(zhǎng)征七號(hào)”火箭使用了YF- 100發(fā)動(dòng)機(jī)，并使用全新的液氧煤油組合作為推進(jìn)劑。液氧煤油推進(jìn)劑比偏二甲肼和四氧化二氮推進(jìn)劑的比沖大，并且煤油、液氧都是無(wú)毒、無(wú)污染的綠色推進(jìn)劑，具有安全環(huán)保的優(yōu)勢(shì)。另外，液氧煤油推進(jìn)劑還具有廉價(jià)的優(yōu)勢(shì)。據(jù)官方介紹，“長(zhǎng)征七號(hào)”使用液氧煤油推進(jìn)劑后，推進(jìn)劑成本比老式推進(jìn)劑降低了約60%，每次發(fā)射節(jié)省大約1000萬(wàn)元人民幣。

別樣的循環(huán)方式

“長(zhǎng)征七號(hào)”使用的YF- 100發(fā)動(dòng)機(jī)還有一個(gè)技術(shù)上的獨(dú)特設(shè)計(jì)——高壓補(bǔ)燃循環(huán)技術(shù)。高壓補(bǔ)燃是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)新技術(shù)概念，所謂高壓就是壓力大，所謂補(bǔ)燃就是需要進(jìn)行二次補(bǔ)充燃燒。根據(jù)我們對(duì)高壓氣瓶等常見(jiàn)高壓器具的了解，高壓就意味著更危險(xiǎn)，那么新一代的YF- 100發(fā)動(dòng)機(jī)為什么要選擇高壓，并且還要進(jìn)行二次燃燒呢？要解答這些疑惑，我們就要從火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑輸送說(shuō)起。

火箭推進(jìn)劑儲(chǔ)箱又大又薄，內(nèi)部壓力并不大。而火箭發(fā)動(dòng)機(jī)卻要把推進(jìn)劑燃燒產(chǎn)生的燃?xì)鈴膰娍诟咚倥懦鲆援a(chǎn)生推力，因此燃燒室中的壓力并不小，比如YF- 100燃燒室內(nèi)就高達(dá)180個(gè)大氣壓。這就需要強(qiáng)力的輸送泵對(duì)推進(jìn)劑進(jìn)行增壓，以使推進(jìn)劑順利進(jìn)入主燃燒室進(jìn)行燃燒。要把推進(jìn)劑增壓到比主燃燒室壓力更高的狀態(tài)，就要依靠高性能的推進(jìn)劑燃燒產(chǎn)生的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力！YF- 100發(fā)動(dòng)機(jī)的補(bǔ)燃循環(huán)是這樣一個(gè)過(guò)程：預(yù)燃燒室中部分推進(jìn)劑燃燒產(chǎn)生的燃?xì)馔苿?dòng)渦輪輸送泵后，沒(méi)有充分燃燒的燃?xì)饫^續(xù)進(jìn)入主燃燒室進(jìn)行完全燃燒，二次燃燒的過(guò)程讓推進(jìn)劑得到了徹底的利用。簡(jiǎn)而言之，主燃燒室壓力極高，并且推進(jìn)劑在預(yù)燃室和主燃燒室內(nèi)進(jìn)行了兩次燃燒，這整個(gè)過(guò)程就是所謂的高壓補(bǔ)燃循環(huán)。

更強(qiáng)大的性能

YF- 100發(fā)動(dòng)機(jī)的先進(jìn)性不單單停留在理論層面上，它的實(shí)際表現(xiàn)也要比老式發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)得多，這主要集中體現(xiàn)在高比沖和大推力上。

YF- 100發(fā)動(dòng)機(jī)使用了高壓補(bǔ)燃循環(huán)，避免了推進(jìn)劑的浪費(fèi)，加上高壓下推進(jìn)劑在主燃燒室內(nèi)燃燒得更為充分，因此高壓補(bǔ)燃循環(huán)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的比沖也要更高一些，這有利于火箭提高運(yùn)力。根據(jù)齊奧爾科夫斯基公式，發(fā)動(dòng)機(jī)在比沖上的線性提高，相應(yīng)火箭的運(yùn)力便會(huì)呈指數(shù)級(jí)提高。對(duì)比老一代的YF- 20發(fā)動(dòng)機(jī)，YF- 100發(fā)動(dòng)機(jī)的比沖提高了15%左右，所以使用YF- 100發(fā)動(dòng)機(jī)的“長(zhǎng)征七號(hào)”的運(yùn)載系數(shù)，也就是衛(wèi)星質(zhì)量占火箭發(fā)射質(zhì)量的比例也要高得多。例如，“長(zhǎng)征七號(hào)”的運(yùn)載系數(shù)為2.26%，而“長(zhǎng)征二號(hào)F”（使用YF- 20發(fā)動(dòng)機(jī)）的則為1.77%，YF- 100發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)載系數(shù)提高了大約27.7%，其性能優(yōu)勢(shì)可見(jiàn)一斑。

YF- 100發(fā)動(dòng)機(jī)不僅比沖高，它的推力也比老一代發(fā)動(dòng)機(jī)更大。無(wú)論是神舟飛船還是北斗衛(wèi)星，或是嫦娥探測(cè)器，都由使用YF- 20發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)征火箭發(fā)射升空，但它的地面推力僅有75噸，而YF- 100發(fā)動(dòng)機(jī)的地面推力可達(dá)120噸，真空推力更是高達(dá)136噸之多，和YF- 20發(fā)動(dòng)機(jī)相比提高了約60%以上。

YF- 100發(fā)動(dòng)機(jī)的高比沖和大推力使得“長(zhǎng)征七號(hào)”的運(yùn)載能力得到了巨大的提高。發(fā)射神舟飛船的“長(zhǎng)征二號(hào)F”的運(yùn)力只有8.5噸，而“長(zhǎng)征七號(hào)”的運(yùn)力則達(dá)到了13.5噸之多。運(yùn)力的提高使得“長(zhǎng)征七號(hào)”足以發(fā)射更大更重的飛船和衛(wèi)星，而它也將成為中國(guó)航天發(fā)射領(lǐng)域未來(lái)二三十年內(nèi)的頂梁柱?？梢赃@么說(shuō)，沒(méi)有YF- 100這樣先進(jìn)環(huán)保的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，就沒(méi)有“長(zhǎng)征七號(hào)”這樣性能出色的運(yùn)載火箭。