J-2
燃气发生器循环氢氧美国Rocketdyne首飞 1966
美国第一款实用氢氧发动机,也是第一款能在真空中重启的大推力发动机。
- 单台推力
- 1,028 kN
- 真空比冲
- 421 s
- 燃烧室压力
- 53 bar
- 在用型号
- 1
这台发动机的喷管不是画出来的,是算出来的:由推力与燃烧室压力反算喉部面积,再按扩张比放大到出口。用 F-1 验算,这套算法给出的喉径、出口直径与喷管长度都与公开尺寸吻合。
换来了什么
- 真空比冲 421 s,比同期煤油机高出约 100 s,上面级每提高 1% 比冲都直接换成载荷
- 可在轨二次启动——这是执行地月转移(TLI)的前提,没有它就没有月球轨道交会方案
- 混合比可在飞行中调整,用来优化不同飞行段的性能
代价是什么
- 液氢密度只有 71 kg/m³,贮箱体积巨大,S-II 为此不得不采用极难制造的共底贮箱
- 20 K 深冷带来氢脆、绝热与泄漏问题,地面操作复杂度远高于煤油
- Apollo 6 上氦点火管路在真空中疲劳断裂,导致两台提前关机、三级无法重启
推进剂
液氢 / 液氧
比冲最高(440–465 s);但密度只有 71 kg/m³,贮箱巨大,需要 −253 °C 深冷与厚重绝热。