[科普中国]-高压补燃火箭发动机

高压补燃火箭发动机又称分级燃烧循环火箭发动机。利用富燃预燃室或富氧预燃室的燃气作用驱动涡轮，再将涡轮排气引入主燃烧室进行充分燃烧的液体推进剂高压火箭发动机。为了缩小发动机的结构尺寸，提高功率密度和减少比冲相损失，常选用高压补燃火箭发动机。

简介高压补燃火箭发动机又称分级燃烧循环火箭发动机。

工作原理利用富燃预燃室或富氧预燃室的燃气作用驱动涡轮，再将涡轮排气引入主燃烧室进行充分燃烧的液体推进剂高压火箭发动机。为了缩小发动机的结构尺寸，提高功率密度和减少比冲相损失，常选用高压补燃火箭发动机。随着燃烧室压强的提高、涡轮泵功率相应迅速增长，驱动涡轮的燃气工质流量急剧增大，如果仍采用常规的燃气发生器循环系统，发动机的比冲将显著降低。采用分级燃烧循环系统能显著提高发动机整机的性能1。

优点与常规发动机相比，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2；

国外研究状况前苏联在20世纪60年代初研制的NK-33和D-57以及7U年代研制的RD-170、RD-120和RD-012等发动机都采用了分级燃烧循环方式。美国20世纪70年代研制的航天飞机主发动机(SSME)亦为分级燃烧循环火箭发动机。这类发动机设计的燃烧室压强都比较高，一般都在10MPa以上，这样才能充分发挥分级燃烧循环的优越性。例如，RD-170火箭发动机的燃烧室压强竟高达25MPa。也正因为如此。高压补燃火箭发动机系统结构复杂，组件数量多，研制难度大。

发展前景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3。

本词条内容贡献者为:

任毅如 - 副教授 - 湖南大学