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天鹊 TQ-12

燃气发生器循环甲烷

中国蓝箭航天首飞 2022

中国第一款投入飞行的大推力液氧甲烷发动机。

单台推力
657 kN
真空比冲
320 s
燃烧室压力
100 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

  • 甲烷燃烧洁净、几乎不积碳,对后续复用友好
  • 甲烷(−162 °C)与液氧(−183 °C)温差仅 21 °C,便于共底贮箱设计,箭体更短更轻
  • 选择燃气发生器循环而非分级燃烧,把研制风险压到一家初创公司能承受的范围内

代价是什么

  • 燃气发生器循环损失约 3% 推进剂,比冲低于同为甲烷机的 BE-4、Raptor
  • 室压 100 bar,与 Raptor 的 300 bar 以上不在同一量级
  • 甲烷的贮运、加注与试车设施在国内属于从零建起,配套成本高

动力循环

燃气发生器循环

燃料氧化剂涡轮燃气发生器燃烧室排出

一小部分推进剂在燃气发生器中燃烧驱动涡轮,废气直接排出箭体,损失约 2–5% 流量。结构简单、易调试。

读原理讲解

推进剂

甲烷 / 液氧

比冲与密度居中,燃烧洁净不积碳,与液氧温差小便于共底贮箱——近十年可回收火箭的共同选择。

装在哪些火箭上