RocketAtlas

卢瑟福

电泵循环煤油

新西兰 / 美国Rocket Lab首飞 2017

世界第一款投入轨道飞行的电泵循环发动机,主要承力件全部 3D 打印。

单台推力
24 kN
真空比冲
343 s
燃烧室压力
55 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

  • 电泵取代涡轮:没有燃气发生器、没有预燃室、没有涡轮——发动机中最难的部分被整个删掉
  • 推力调节只是调电机转速,响应快且精确;启动只需通电,不需要火药启动器与复杂时序
  • 推力室、喷注器、泵壳全部用电子束熔融 3D 打印,一台的打印周期约 24 小时
  • 飞行中可以把耗尽的电池组分批抛掉——涡轮泵火箭无法抛弃已经烧过的涡轮

代价是什么

  • 电池是纯死重,不产生推力;泵功率随推力线性增长而电池能量密度固定,因此存在明确的推力上限
  • 单台推力仅 24 kN,一级要用 9 台才够,管路与总装复杂度上升
  • 室压 55 bar 偏低,比冲上限受限

动力循环

电泵循环

燃料氧化剂电池电机电机燃烧室

电机驱动泵,电池供电。删掉了涡轮与燃气回路,但电池是死重,存在明确的推力上限。

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