RocketAtlas

NK-15

分级燃烧循环煤油

苏联库兹涅佐夫设计局首飞 1969

世界第一款富氧分级燃烧煤油机,装在一枚四次全败的火箭上。

单台推力
1,510 kN
真空比冲
331 s
燃烧室压力
145 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

  • 1960 年代就做到了富氧分级燃烧,室压 145 bar、海平面比冲 297 s,技术上领先西方近三十年
  • 由航空发动机团队研制,结构紧凑、推重比高,30 台才撑起 N1 的底部
  • 改进型 NK-33 被库兹涅佐夫违令封存,三十年后被美国买走用于 Antares——设计本身经得起时间检验

代价是什么

  • 为一次性使用设计:试车过的机不能上箭,于是每一台真正飞行的发动机都从未被点燃过
  • N1 从未做过一级整机试车,30 台之间的耦合、共振与管路水锤全部留到飞行中暴露
  • 全部固定安装、不能摆动,姿态控制只能靠差动节流,把风险全部压在 KORD 控制系统上

动力循环

分级燃烧循环

燃料氧化剂预燃室涡轮燃烧室

预燃室中富燃或富氧燃烧的燃气驱动涡轮后全部注入主燃烧室,没有推进剂被浪费。比冲更高,但涡轮工作环境苛刻。

读原理讲解

推进剂

煤油 / 液氧

密度高、常温、便宜、基础设施成熟;比冲中等,燃烧会积碳,对复用不够友好。

装在哪些火箭上