上一期我们了解了民营可复用液氧煤油发动机,今天我们来说液氧甲烷发动机。
和液氧煤油相比,液氧甲烷燃料成本更低、燃烧积碳更少,火箭回收后的检修流程更简单,发动机可重复使用次数也更高,更能适配火箭垂直回收商业化需求。
我国蓝箭航天朱雀二号、三号系列;星际荣耀双曲线二号、三号系列等均采用液氧甲烷技术。
今天我们就来盘点国内民营可复用液氧甲烷发动机。
01、蓝箭航天|天鹊系列、蓝焱BF-20
天鹊-12A液氧甲烷发动机,在充分继承天鹊-12发动机(已退役)技术的基础上,通过设计优化及改进,发动机推力提高9%、比冲提高40m/s、重量减轻100kg,重复使用次数大于10次。
采用自身起动方式,具备推力调节和混合比高精度控制等功能。燃料循环方式采用燃气发生器循环,推力(海平面)81.5吨(最终设计指标),推重比105。
天鹊-12B是天鹊-12A的迭代升级款,在推力、结构强度、复用能力进行了全方位优化。单台设计复用20次,采用燃气发生器循环方式,推力(海平面)102吨,推重比>160,推力调节范围40%-110%。
天鹊-15A是真空型液氧甲烷火箭发动机,与天鹊-12A通用涡轮泵、阀门、燃气发生器等关键组合件。发动机真空推力提高9%,真空比冲提高130m/s,推力调节范围拓宽至55%-110%且具备三次起动能力,可大幅提升火箭发射任务的适应性。
真空推力85t,真空排气速度3320m/s,专为火箭二级真空工作环境优化,可满足一次性运载火箭多轮在轨启动、精准入轨任务需求,是朱雀二号系列火箭二子级配套主力真空动力。
天鹊-15B是朱雀三号二子级专用真空发动机,适配高空低气压环境,具备多次在轨启动能力,可灵活适配不同轨道的入轨与变轨需求。采用燃气发生器循环方式,推力120吨,比冲3500m/s。
蓝焱BF-20是由蓝箭航天自主研制的大推力全流量分级燃烧发动机,目前还处于研制阶段。
发动机为单燃烧室结构,燃烧室压力26MPa,推进剂标准混合比3.6,支持±8%调节,推力可在40%-120%区间宽幅调节,适配火箭回收与多工况飞行。
海平面推力224t,真空推力241t;海平面比冲3219m/s,真空比冲3461m/s。
02、九州云箭|龙云、凌云
龙云液氧甲烷发动机是九州云箭推出的首款多次启动、可回收、大推力液体火箭发动机,可作为中大型液体运载火箭的一级主推力发动机使用。
海平面推重比>80,海平面推力70吨,真空版推力80吨,推力调节范围32%-106%,发动机最大摇摆角度±8°,单次任务起动次数≥3次,重复使用次数≥50次。
可5机并联应用3.35m直径火箭,7机并联应用3.8m直径火箭,9机并联应用4.2m直径火箭,单模块起飞规模350-630吨,重型并联模块起飞规模最大可达1800吨。
凌云液氧甲烷发动机是九州云箭面向商业航天市场推出的第一款液体火箭发动机,也是国内航天领域诞生的第一款具备多次启动、深度变推力能力、支持火箭回收复用的液体发动机产品。
通过多级并联可满足小型液体火箭的发射、回收及复用,单台发动机设计重复使用次数≥50次,地面推力10t,真空推力约12t,发动机最大摇摆角度±8°,推力调节范围20%-105%,单次任务起动次数≥3次。
03、星际荣耀|焦点系列
焦点系列发动机是星际荣耀自主研制的高可靠、低成本、变推力、具备重复使用能力的液氧甲烷发动机。
均采用一型多用的设计理念,由一种定推基本型衍生出变推型、真空型,全方位满足火箭总体对各级主动力的需求,且发动机组件可基本共用,大幅降低研发周期及成本。
焦点一号是适配双曲线二号可回收试验箭的小型液氧甲烷主发动机,现已攻克二次启动、大范围变推力、整机摇摆热试车多项核心关键技术,累计热试车时长突破12000秒,综合性能在双曲线二号Y火箭两次垂直起降试验中得到验证,目前已进入工程应用阶段。
海平面推力13t,海平面比冲280s,海平面变推范围35%-115%,起动次数不少于3次,重复使用次数不少于30次,是国内成熟度领先的商用小型可回收液体动力。
焦点二号是百吨级深度变推力可重复使用液氧甲烷发动机,作为双曲线三号火箭的主动力,现已完成包括二次起动、变推力、混合比拉偏、高工况、阶跃变推力等在内的全类别全系统试车,均取得圆满成功。
海平面推力85t,海平面比冲289s,真空额定推力105t,真空额定工况比冲351s,海平面变推范围35%-115%,起动次数不少于3次,推重比100,重复使用次数不少于30次。
04、宇航推进|沧龙系列
沧龙一号是宇航推进研制的燃气发生器循环液氧甲烷发动机,主要用于运载火箭的一级,可拓展为真空型,发动机具备自生增压和可重复使用能力,重复使用次数不低于50次。
整机单燃烧室设计,支持双向±6°矢量摇摆控制,可实现不少于10次的多次点火启动,推力支持30%-115%无级连续调节,适配回收、变轨等多类飞行工况。海平面基准推力61t,增推版本可达70t;海平面比冲290s,真空比冲322s,推重比70。
沧龙二号液氧甲烷发动机,主要用于运载火箭的二级,发动机同样具备自生增压和可重复使用能力,重复使用次数不低于50次。
动力循环采用燃气发生器循环,搭配单燃烧室结构,采用自生增压方案。具备不少于10次多次点火启动能力,能够满足上面级长周期在轨滑行、多次变轨等复杂航天任务;推力可实现30%-115%无级调节,高低推力工况切换,适配高空入轨、轨道修正等多种飞行需求。真空推力10吨,真空比冲不低于350s。
沧龙五号液氧甲烷发动机是沧龙系列中大推力主力型号,采用燃气发生器循环方案,地面推力达100吨,可适配大型运载火箭一级主动力。
产品延续了沧龙系列可重复使用的优势,能够充分匹配商业航天大运力发射、可重复使用运载器等主流发展需求。
综合来看,国内民营液氧甲烷发动机已经形成完整成熟的动力梯队:从小型试验箭配套十余吨级动力,到轨道级火箭百吨级主发动机,再到面向未来重型运载火箭的两百吨级全流量补燃机型,推力梯度全面覆盖。
国产民营液氧甲烷动力的爆发,正在为我国商业航天铺就一条通往太空低成本化的快车道,未来我们不仅能看到更多可回收火箭的一次次升空与落地,更将在天地往返、太空建站、深空探测的全新场景里,看到这些“中国心”持续输出的澎湃动力。



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