火箭发动机，人类玩火的极致（七）——基于东风导弹技术打造长征运载火箭-科工力量

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火箭发动机，人类玩火的极致（七）——基于东风导弹技术打造长征运载火箭
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2019-12-22 09:01:01 字号：A- A A+ 来源：观察者网

YF-24发动机，由主发动机YF-20的改进型与YF-23四燃烧室游动发动机组成。二级中心安装的主发动机，推力约735千牛，1秒钟消耗约255千克推进剂。在主发动机顶部安装一台游动发动机，包含四个推力室，其总推力约为46千牛，1秒钟消耗约16.6千克推进剂

以暴风一号为例，其一级动力来自四个YF-20A，二级动力由一台YF-22（YF-20火箭发动机的喷嘴扩大版本）和一台YF-23游动发动组成。长征二号系列其他几个版本也采用这样的动力设置。另外，在其捆绑型中，助推器并非采用固体燃料，动力仍来自YF-20液体发动机。

长征二号运载火箭一级单台发动机YF-20结构，涡轮泵中涡轮设置在单侧，燃料再生冷却推力室，涡轮排气加热液氧增压贮箱

关于游动发动机的概念，笔者在《火箭发动机，人类玩火的极限——苏联R-7系列火箭》一文中提到，R-7火箭的芯级动力RD-108与助推机器RD-107，都配备游离发动机。一般来说，此种游离发动机的动力也来自于推进剂。

YF-24中游动发动机的四个燃烧室共用一个涡轮泵，给它们注入推进剂。主发动机单独使用另一个涡轮泵。两者都是采用开式泵压循环，驱动涡轮后的燃气都最终排出发动机外部。

YF-24的游动发动机与主发动机布局

游动发动机的四个推力室都能够沿圆周单向摆动，用于控制火箭二级的飞行，还可以用来消除主发动机关机后残留推力偏差，也可以让它长时间工作，以增加火箭二级的飞行时间，提高二级火箭发动机关机时的飞行高度。

长征二号运载火箭一级和二级都采用了摆动发动机方案，这与过去使用燃气舵相比，是一个很大的技术进步。长征一号运载火箭使用的是燃气舵（德国V-2火箭也使用燃气舵），放在发动机喷口处的燃气流中，只能改变部分燃气流的喷射方向，可提供的控制力小，还降低了喷流的速度和发动机的效率。而通过摆动发动机，可以改变全部燃气流的喷射方向，使摆动同样角度所提供控制力大大增加，同时燃气喷流速度不受影响。

与长征一号运载火箭一样，长征二号运载火箭二级安装的主发动机，也是以一级75吨发动机为基础改进而制造出来的，利用了一级发动机基本的技术和部件，这也节约了不少研制经费，并且缩短了研制周期。但是为了提高火箭二级飞行的灵活性，其游动发动机没有与主发动机共用涡轮泵系统，而采用了独立的泵系统，使得游动发动机在主发动机关机的情况下，也能独立工作，这对发射卫星的运载火箭是必要的。

长征二号运载火箭一、二级分离采用热分离方案。二级主发动机在一级发动机完全关机前点火，二级主发动机点火工作后，才利用爆炸螺栓切断火箭一、二级的联系，无用的火箭一级在火箭二级主发动机喷焰的推动下，离开正在工作的二级火箭。为了保证二级发动机喷焰从火箭两级之间尽快排出，火箭两级之间采用了斜拉金属杆连接方式，中间保留了很大的空隙。这样的一、二级分离方案实际上是继承自东风-4导弹。

“长征二号丙”运载火箭，在级间杆系及级间段，采用了斜拉金属杆连接方式，可能借鉴了苏联人的思路，因为R-7火箭也是这样的设计思路

结束语

长征二号运载火箭一级和二级发动机的研制成功，还有逐渐成熟的一、二级热分离技术，为我国后来的运载火箭发展打下了基础。利用这种发动机及其组合方式，还有一、二级的热分离技术，再加上后来发展的助推器捆绑技术，形成了我国“长征”火箭共10多种型号的大家族。

本文系观察者网独家稿件，未经授权，不得转载。

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标签东风导弹长征系列运载火箭苏联援助德国技术 YF发动机游动发动机
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