二元推进剂中工程化难度最高、应用最广泛的当代主力型号，就是我国完全自主研发的液氧煤油高压补燃二元推进剂组合，它是长征五号、长征六号、长征七号、长征九号等我国新一代运载火箭的核心动力源，其技术突破彻底打破了国外在高压补燃液体火箭发动机领域的长期技术垄断，让我国成为全球第二个完全自主掌握液氧煤油高压补燃发动机全套技术的国家，为我国载人登月、深空探测等重大航天工程的实施奠定了核心动力基础。这款推进剂组合以-183℃的液氧作为氧化剂，以常温的煤油作为燃料，拥有极高的燃烧性能和极其优异的使用安全性，推进剂的所有组分完全无毒，来源极其广泛成本低廉，是当前全球性价比最高的航天推进剂组合。
在上世纪90年代之前，我国的液体运载火箭一直使用的是四氧化二氮/偏二甲肼有毒推进剂组合，不仅推进剂本身剧毒，地面操作危险性极大，而且推进剂的海平面比冲不到2300N·s/kg，发动机的整体性能已经走到了技术瓶颈，根本无法满足我国新一代大运载能力火箭的发展需求。当时国外已经成功研发出了液氧煤油高压补燃发动机，海平面比冲超过2700N·s/kg，比传统有毒推进剂发动机的性能高出20%以上，但是国外对我国实施了极其严格的技术封锁，不仅拒绝向我国转让任何相关技术，甚至连发动机的基本设计参数都完全不对外公开。国内液体火箭发动机研发团队从零开始启动高压补燃液氧煤油推进剂的技术攻关，首先面临的核心世界级难题就是富氧燃气的高温腐蚀问题。在高压补燃循环的预燃室中，推进剂在富氧环境下燃烧生成温度超过800℃的高速富氧燃气，这种高温高速的富氧燃气几乎可以和所有常见的金属材料发生剧烈的氧化燃烧反应，过去全球范围内没有任何一种材料可以在这种极端工况下长期稳定工作。研发团队经过多年的材料攻关，创新性地开发出了特殊的高温镍基稀土合金材料，在合金中添加了微量的稀土钇元素，在金属表面可以自发形成一层致密的氧化保护膜，完全阻止了高温富氧燃气对基体金属的进一步氧化腐蚀，成功解决了困扰全球航天界数十年的富氧燃气腐蚀世界级难题。
在推进剂的燃烧组织技术方面，研发团队突破了高压补燃发动机的同轴喷嘴高精度设计技术，通过精准优化喷嘴的喷注压降和喷雾雾化粒径分布，让液氧和煤油在燃烧室内部实现了极其均匀的混合燃烧，燃烧室的燃烧效率达到了98.5%以上，几乎接近理论燃烧效率的极限。同时研发团队开发出了独特的再生冷却通道分层设计技术，将煤油燃料首先输送到燃烧室壁面的冷却通道中，带走燃烧室壁面的上千度高温热量，预热后的高温煤油再输送到预燃室进行燃烧，不仅完美解决了燃烧室的高温热防护难题，还大幅提升了推进剂的整体能量利用效率。这款国产液氧煤油高压补燃发动机的海平面推力达到了120吨级，发动机的整体推重比超过70，综合性能指标全面超越了国外同类型的RD-171发动机，达到了世界领先水平。在发动机的长程热试车考核过程中，单台发动机累计试车时间超过了5000秒，远超设计要求的额定工作时间，发动机的所有部件状态完好，展现出了极高的工作可靠性。
在长征七号运载火箭的首次首飞任务中，6台120吨级液氧煤油发动机组成的火箭助推动力系统完美工作，将载荷精准送入预定轨道，首飞取得圆满成功。随后这款动力系统陆续应用于长征五号、长征六号、长征七号等新一代运载火箭，先后完成了天问一号火星探测、嫦娥五号月球采样返回、中国空间站建造等数十次重大航天发射任务，所有发射全部取得圆满成功，动力系统的可靠性达到了世界顶尖水平。针对长征九号重型运载火箭的使用需求，研发团队进一步开发出了500吨级的新一代高压补燃液氧煤油发动机，发动机的海平面推力达到了500吨级，单位推力的重量比过去的120吨级发动机减轻了40%，整体性能指标达到了全球最高水平。目前这款500吨级液氧煤油发动机已经完成了全工况长程热试车考核，即将正式应用于长征九号重型运载火箭，为我国未来载人登月、火星探测等深空探测任务提供超过3000吨的起飞总推力，将我国的航天运载能力提升到前所未有的30吨级近地轨道运载能力新高度。液氧煤油二元推进剂的技术突破，不仅彻底改变了我国航天运载动力的发展格局，衍生的高压补燃技术还进一步拓展到了液氧甲烷推进剂领域，为我国可重复使用运载火箭的大规模商业化应用奠定了坚实的技术基础。
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