文 镭射3月6日CCTV1的《朝闻天下》里报道了这么个事儿，蓝箭航天搞出来的220吨级液氧甲烷全流量补燃循环发动机“蓝焱”，整个系统的试车给搞定了，说明咱们在大推力高性能液体火箭发动机这块儿，突破是真的越来越大。很多外行一看见这条新闻，脑子里大概就一个词：不明觉厉。毕竟这种信息太专业，看不懂也是情有可原的。想弄明白它到底咋回事，得先搞懂那个“全流量补燃循环发动机”是啥。 液体燃料火箭和固体火箭不一样，固体的燃料能直接塞在燃烧室里烧，液体的不行，得存贮箱里存着，干活的时候再送到燃烧室去。主要是靠涡轮泵把它们给输送过去的，不过现在也有少数是用电动机带的电泵。为了省重量，火箭发动机一般都用自己的燃料来带动这个涡轮泵。说白了，就是从工质进去做工到排出去，这一圈下来叫一个循环。 液体火箭用的涡轮泵大体上有三种玩法。第一种最简单的是膨胀循环，就是利用燃料本身的压力来推动涡轮泵。这种模式有个升级版，就是让燃料流到燃烧室壁上吸热膨胀后去推涡轮泵，再喷进燃烧室。结构简单但效率低，主要用在上面级，像美国的RL-10发动机就是这种套路。 现在最常用的是燃气发生器循环。这种方式得设个预燃室，先把一小部分燃料烧着生成燃气去带涡轮泵，废气直接就排出去了。虽然结构简单、推力大，不过效率稍微差点意思。代表机型有猎鹰9号的梅林发动机、土星5号的F-1发动机，还有咱们的YF-102发动机。你看喷口左边那根粗管子就是排烟的。得说明一点，预燃室里的燃烧其实是不完全的，要是完全烧完温度太高会把涡轮给烧坏。 既然这样，能不能让燃料彻底烧干净？这就得看分级燃烧循环了。少量推进剂先在预燃室烧一下，废气再打进主燃烧室完全烧完。这样所有推进剂都参与燃烧了，效率高得很。像航天飞机的SSME、俄罗斯的RD-180还有国产的YF-100都用这种技术。它没有像YF-209那样的排烟管。 3月6日CCTV1新闻里说的“蓝焱”用的“全流量补燃循环”，就是分级燃烧循环的升级版。区别在于普通的只有一个预燃室，通常只烧少量燃料或氧化剂（这叫富燃或富氧），剩下的废气再去主燃烧室烧。全流量补燃循环有两个预燃室，一个富氧一个富燃。这么一来，所有的燃料和氧化剂都会先过这两个小炉子，再去主燃烧室汇合。 SpaceX的“猛禽”发动机用的就是这种设计。好处特别多：推进剂能被100%利用得干干净净；工作温度更低了，涡轮泵受的压力也小；两股废气在里面混合燃烧也更稳当。 猛禽的结构图就能看出来它有两个预燃室。看着是挺美好，可这玩意儿复杂得很、研发难度特别高、能用的范围还窄。特别是因为受涡轮功率平衡限制，它的室压上下限很死。为了兼顾性能和冷却，调节推力的能力有限。比如猛禽只能从40%调到100%，低温燃料只能用甲烷或者液氢这俩选项。 这就不太适合那种需要深调推力的垂直回收操作了，而且燃料选项也少。到目前为止，全世界真正能用来干活的全流量补燃循环液体燃料火箭发动机只有猛禽一家。而且这还是在NASA之前的技术底子上搞出来的。 这么看来，作为一家中国的民企，蓝箭航天能造出世界上第二款这种发动机确实挺值得高兴的。咱们就等着看它以后在咱们的商业航天事业上大显身手吧！