别被吓倒！长征九号火箭与星舰只差一款全流量液氧甲烷火箭发动机

11月18日，“星舰”进行第二次试飞，相比第一次试飞可谓进步巨大，不仅一级33台发动机全部正常点火，正常工作到一级和二级分离，而且发射台也完好无损。

“星舰”是一款起飞重量高达5000吨的超重型可重复使用运载火箭，起飞推力高达7590吨，是人类有史以来起飞重量最大的运载火箭，也是世界上性能最强大的可重复使用火箭。将来若能解决所有技术难题，它将成为世界上单位重量造价最便宜的运载火箭。

“星舰”一级和二级分离照片

当然，我们也不用被“星舰”高得吓人的指标给吓倒。以目前我国的技术实力来看，我们也是有能力造出“星舰”的。

实际上我国的长征九号运载火箭运载火箭与“星舰”只差一台全流量液氧甲烷火箭发动机。

“星舰”说白了就是一枚改进版N1运载火箭，只是做了全方位改进。为了降低箭体造价，它的箭体采用造价低廉的不锈钢打造，推进剂换成液氧甲烷，二级为了高速往返太空，表面安装了防热瓦。为了降低发射成本，把“星舰”两级都设计成可垂直回收的箭体，同时把一级和二级的发动机都设计成同一个系列发动机，这样有利于规模化生产以降低成本。

实际上“星舰”总体设计都非常简单，并不过分追求高载荷系数，而是以尽可能降低发射成本为目标。就连制造“星舰”的工厂都极其简陋。

因此“星舰”箭体所选用的材料的总体思路就是，在满足要求的前提下，选最便宜的那种，材料性能反而很普通。

毫无疑问，“星舰”箭体所需的材料，我国都能造，而且还有性能更好的材料可选。

目前，只有“星舰”所需的那种全流量液氧甲烷火箭发动机我国还没造出来。

“猛禽1代”和“猛禽2代”全流量液氧甲烷火箭发动机参数对比

如果能够造出“星舰”所采用的“猛禽”全流量液氧甲烷火箭发动机，我国同样能够造出“星舰”。

由此可见，实际上我国的长征九号重型运载火箭与“星舰”就只差一台高性能全流量液氧甲烷火箭发动机而已。

当然，大家也不用灰心，我国已造出符合全流量液氧甲烷火箭发动机所需的关键材料，造出中国版“猛禽”发动机只是时间问题。

什么是“全流量液氧甲烷火箭发动机”呢？

其实原理很简单。只要先了解什么叫全流量火箭发动机就懂了。

全流量火箭发动机全称叫全流量分级燃烧火箭发动机，或者全流量高压补燃火箭发动机，是一种闭式循环火箭发动机。这种发动机有两个预燃室，一个是富燃预燃室，通过“富燃燃烧”产生动力，驱动涡轮，另一个是富氧预燃室，通过“富氧预燃”产生动力，驱动涡轮。

四种火箭发动机原理动态示意图

全流量火箭发动机的最大优势在于，燃料和氧化剂都能通过全部通过燃气发生器的预燃室，最大限度地为其提供冷却，而高压补燃火箭发动机则只能做到部分燃料或者部分氧化剂通过燃气发生器的预燃室，冷却效果大大低于全流量火箭发动机。

好处是，燃气发生器预燃室温度相同的前提下，全流量火箭发动机的燃气发生器输出功率相比高压补燃火箭发动机更大，可以给火箭燃烧室提供更大的压力，产生更大的推力和更高的比冲，单位面积推力也更大。

当燃料远多于氧化剂，在燃烧室燃烧就是富燃燃烧；当氧化剂远多于燃料，在燃烧室燃烧就是富氧燃烧。

多数含碳燃料以富燃预燃时都容易因不完全燃烧而产生积碳，因此，只有不含碳的燃料和液体甲烷适合富燃燃烧。富氧预燃虽然不存在不完全燃烧的问题，但却存在容易腐蚀金属和有机物的问题。

因此，实际上“富燃预燃室”材料更容易造，就是耐高温，有一定韧性就可以，反而是“富氧预燃室”材料很难造，因为绝大多数金属在高温环境下，非常容易被液氧腐蚀。

目前绝大多数分级燃烧火箭发动机都采用“富燃预燃”设计，后来前苏联造出了当时被认为不可能的特殊合金，这种合金能够在高温下不被液氧腐蚀。于是，前苏联基于这种合金，造出了至今仍然号称“神器”的RD170系列高压补燃液氧煤油火箭发动机。

至此，人类已经彻底掌握了“富燃预燃”和“富氧预燃”技术，这两种技术合而为一的成果就是全流量分级燃烧火箭发动机。

RD170高压补燃液氧煤油火箭发动机

事实上，伴随着“富氧预燃”技术的突破，前苏联就率先提出了世界上首款全流量分级燃烧火箭发动机RD270，只可惜，最终因科罗谬夫的病逝，以及前苏联在同美国的登月竞赛中被美国捷足先登而最终项目被终止。

由此可见，“星舰”所采用的全流量分级燃烧火箭发动机并不是世界首款全流量分级燃烧火箭发动机，它与RD270最大的不同在于推进剂不一样，前者用的是环保推进剂液氧甲烷，后者用的是剧毒燃料偏二甲肼、

四氧化二氮。

随着我国双室推力达500吨级的YF130火箭发动机的问世，标志着我国在高压补燃液氧煤油火箭发动机技术上已经至少与前苏联持平，甚至可能已经超越前苏联的技术水准。

海平面推力达500吨的YF130试车照片

既然前苏联在上世纪60年代就能造出全流量分级燃烧火箭发动机，那么现在我国自然也是有能力造出这种发动机的！

毕竟我国YF100高压补燃液氧火箭发动机技术都非常成熟了，中国版RD180（YF130）都成功点火了，“富氧预燃”对我国来说已不再是难题。

结合我国早已掌握的富燃预燃技术，造出中国版“猛禽”全流量分级燃烧火箭发动机也只是时间问题而已！

根据航天科技集团六院公布的“八年九机”计划，我国计划在2028年前造出9款不同型号的火箭发动机，其中就有一款中国版“猛禽”全流量分级燃烧火箭发动机，

编号为YF-215，推力达200吨级，而且样机照片已曝光。

一旦这款发动机问世，那么，我国造出中国版“星舰”就不再是问题了！

航天科技集团公布的“八年九机”计划截图左上角第一台为YF215

综上所述，我国长征九号重型运载火箭与美国Space X公司研制的“星舰”就只差一款中国版“猛禽”全流量分级燃烧火箭发动机。

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