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近年来,中国商业航天快速发展,液体火箭发动机作为核心动力系统,成为行业竞争的关键领域。多家商业航天企业相继推出高性能液体火箭发动机,推动了新一代运载火箭的技术进步。
今天,我们来聊聊:中国商业航天10大液体火箭发动机。
01
液体火箭发动机
液体火箭发动机是一种以液体推进剂为燃料的火箭发动机,具有可控性强、比冲高、可重复使用等优势,是目前运载火箭的主流动力选择。常见的液体推进剂有偏二甲肼-四氧化二氮、液氧液氢、液氧煤油和液氧甲烷等。
液体火箭发动机通常由推力室、燃气发生器、涡轮泵、阀门及总装元件等组成,并可按不同标准分类,以适应多种应用需求:
1、按推进剂供应方式
挤压式:依靠高压气体直接将推进剂挤入燃烧室,结构简单,适用于小型发动机。泵压式:利用涡轮泵主动输送推进剂,提高燃烧室压力,是现代运载火箭的主流方式。2、按推进剂类型
单组元:使用单一推进剂,多用于姿态控制等小型推力场景。双组元:使用氧化剂和燃料两种推进剂,燃烧效率高,是主流配置。三组元:额外增加一种推进剂,以提高性能或适应特定工况。3、按循环方式
燃气发生器循环:燃气驱动涡轮泵后排出,结构相对简单,适用于大推力发动机。分级燃烧循环:燃烧效率高,比冲大,是高性能发动机的常见选择。膨胀循环:依靠高温气体加热推进剂,使其膨胀驱动涡轮泵,常用于上面级发动机。4、按推力大小
可分为大推力、中等推力、小推力发动机,以适应不同运载需求。
5、按结构特点
可重复使用或一次性使用,部分发动机具备推力矢量控制功能。
6、按用途
主发动机:提供运载火箭起飞或深空探测的主要推力。姿态控制发动机:用于航天器姿态调整。轨道控制发动机:用于轨道维持、变轨等任务。02
商业航天10大液体火箭发动机
目前,「你好太空」根据推力大小、推重比,以及技术成熟度,筛选出了中国商业航天的10大液体火箭发动机。

以下是中国商业航天10大液体火箭发动机的发展进程和应用情况:
1、天兵科技天火-12
推进剂:液氧煤油
海平面推力:110t
海平面比冲:285s
变推比:40%-110%
推重比:163
可重复使用次数:>50次
循环方式:燃气发生器循环
天火-12(TH-12)是一款大推力液氧煤油发动机,作为天兵科技天龙三号火箭的主发动机,其性能直接对标SpaceX的梅林1D发动机。截至2024年3月,天火-12已完成41台液体火箭发动机的生产,并完成9台整机的总装测试和试车验证,具备交付首飞的条件,为天龙三号2025年首飞提供动力保障。

2、中科宇航力擎二号
推进剂:液氧煤油
海平面推力:110t
海平面比冲:≥2690m/s
变推比:40%-110%
可重复使用次数:30次
循环方式:燃气发生器循环
力擎二号(原玄鸢二号)110吨针栓发动机于2025年2月完成首台交付,作为力箭系列可重复使用火箭的一级发动机。近期计划择机开展半系统和六发次整机热试车,并拟于今年底开展回收工况动力系统三机并联试车。

3、航天商发YF-209(真空版)
真空推力:96t
真空比冲:353s
推重比:80
可重复使用次数:50次
循环方式:燃气发生器循环
2025年3月17日,YF-209真空版配套跃迁一号与控制系统成功完成联合热试车试验。

4、天回航天巧龙一号
推进剂:液氧煤油
海平面推力:85t
海平面比冲:281s
变推比:40%-110%
推重比:160
循环方式:分级燃烧抽气循环
巧龙一号是天回航天专为我国商业航天市场研发的大推力火箭发动机,可作为运载火箭的一、二级发动机或亚轨道飞行器的主动力发动机。此前,该发动机已顺利完成多次整机试车,展现出优异的可靠性与工程成熟度。

5、星际荣耀焦点二号
推进剂:液氧甲烷
海平面推力:85t
海平面比冲:289s
变推比:35%-115%
推重比:>100
可重复使用次数:不少于30次
循环方式:燃气发生器循环
2024年12月20日至24日,焦点二号(JD-2)批产飞行状态的首台产品成功完成三次关键状态考核试车,标志着其正式迈入批量生产与交付阶段。该发动机将在双曲线三号火箭上应用,其中一级将安装9台,二级则配备1台焦点二号真空版,计划于2025年12月首飞。

6、航天商发YF-102
推进剂:液氧煤油
海平面推力:85t
海平面比冲:≮275s
变推比:固定推力
推重比:≮130
循环方式:燃气发生器循环
YF-102发动机已完成交付并成功首飞。其首次应用于天龙二号遥一运载火箭,并于2023年4月2日首飞,芯一级搭载了三台减推力版YF-102发动机。此外,该系列的真空版发动机YF-102V也已具备交付条件,预计将在今年迎来首次商业飞行任务。

7、蓝箭航天天鹊-15A(真空版)
推进剂:液氧甲烷
真空推力:85t
真空比冲:3280m/s
变推比:40%-115%
循环方式:燃气发生器循环
天鹊-15A(TQ-15A)是朱雀二号火箭第二批次二级主发动机,与天鹊-12A通用涡轮泵、阀门、燃气发生器等关键组合件。2024年11月27日,作为朱雀二号改进型遥一火箭的二级主发动机,助力火箭成功发射。

8、九州云箭龙云发动机
推进剂:液氧甲烷
海平面推力:80t
海平面比冲:293
变推比:50%-100%
推重比:110
可重复使用次数:≥50次
循环方式:燃气发生器循环
截至目前,龙云发动机地面版(LY-70)已搭载于航天科技八院长征十二号乙VTVL试验箭和箭元科技元行者一号验证型火箭,并将在宇石空间AS-1运载火箭上以九机并联的形式进行配置。

9、蓝箭航天天鹊-12A
推进剂:液氧甲烷
海平面推力:约73t
海平面比冲:2840m/s
变推比:40%-115%
循环方式:燃气发生器循环
天鹊-12A(TQ-12A)是天鹊-12发动机的改进型,其推力提升了9%,比冲提高40m/s,重量减轻100kg。该发动机已成功应用于朱雀二号改进型和朱雀三号VTVL-1试验箭,并将在未来九机并联,助力朱雀三号2025年下半年首飞。

10、宇航推进沧龙一号
推进剂:液氧煤油
海平面推力:70t
海平面比冲:≮285
变推比:30%-115%
推重比:77.8
可重复使用次数:不低于50次
循环方式:燃气发生器循环
沧龙一号(CL-1)是宇航推进自主研发的一级液氧甲烷发动机,适用于运载火箭一级和亚轨道飞行器,并可拓展为真空型,满足中大型运载火箭二级需求。2023年6月,发动机成功完成多次系统级点火测试。同年7月,宇航推进与千亿航天达成合作,玄鸟大型运载火箭将采用9台沧龙一号作为一级动力。

03
我国液体火箭发动机的发展现状
我国液体火箭发动机技术正处于研发突破与工程验证双轨并行的关键阶段。随着2025年多款可重复使用火箭首飞节点的临近,发动机技术正加速从实验室研究向规模化工程应用迈进。
以SpaceX为例,猎鹰9号通过梅林1D++液氧煤油发动机已实现单机26次复用,其推力和耐用性为可重复使用技术提供了重要参考。在此背景下,我国积极推进自主研发的可重复使用液体火箭发动机的技术探索。通过天兵科技天火-12、星际荣耀焦点二号、蓝箭航天天鹊-12A等自主研发型号的迭代测试,我国已建立起覆盖70吨至110吨推力区间的发动机体系,为朱雀三号、天龙三号等新型运载火箭的研制提供有力支撑。

此外,政策层面也通过产业扶持,促进民营航天企业快速布局。九州云箭、蓝箭航天等民营企业在多个地区建设动力制造基地和试车台,形成了区域协同的产业链雏形(详见《盘点中国商业航天试车台》)。然而,工程验证方面仍存在短板,例如龙行二号75公里级回收试验未达预期、星云一号着陆稳定性不足等问题,暴露出可重复使用技术仍需进一步突破。

总的来说,2025年将成为检验技术成熟度的关键窗口期。通过朱雀三号、天龙三号等火箭的工程实践,发动机的推力、复用次数与成本控制能力将得到全面验证,从而推动商业航天进入“高密度发射-快速迭代-成本下降”的良性循环。