上海航天 第36卷2019年第6期 AEROSPACE SHANGHAI 我国大推力补燃氢氧发动机研究进展 孙纪国,岳文龙 (北京航天动力研究所,北京100076) 摘要:氢氧火箭发动机因具有很高的性能,在国内外运栽火箭中得到了广泛应用。为了更妤地开展深空探 测,必须研制大推力氢氧火箭发动机。本文综合分析了国内外氢氧发动机的发展历史和现状,简要介绍了我国 220t补燃循环氢氧发动杋方案和关键技术研制进展,该技术方案先进。通过开展试验件冷态试验和缩尺组件热 试验等,研究了核心部鉏件的关键技术和方案选型。开展全尺寸预燃室热试验等分系统热试验,研究组件级技 术,初步突破了部分关键技术。建议加快开展大推力氢氧发动机工程研制,促进我国航天推进技术发展。 关键词:氢氧;发动机;补燃循环;重型火箭;大推力 中图分类号:V434文献标志码:A DOI:10.19328/ j cnki.1006-1630.2019.06.003 Advances of Large-Thrust Staged Combustion Cycle Hydrogen/Oxygen Rocket Engine in China SUN Jiguo, YUE Wenlong Beijing Aerospace Propulsion Institute, Beijing 100076, China) Abstract: Because of its high performance, hydrogen/oxygen rocket engine has been widely used in launch vehicles at home and abroad. In order to better carry out deep space exploration. it is necessary to develop large thrust hydrogen/oxygen rocket engine. In this paper, the development history and status of hydrogen/oxygen engines at home and abroad are comprehensively analyzed. An advanced technical scheme in China, i.e., the 220 t staged com-bustion cycle hydrogen/oxygen engine scheme, is introduced and the research and development of the related key technologies are simply introduced. Cold tests for test articles, hot tests for scale components, etc. are conducted to study the key technologies of the core components and scheme selection. Subsystem hot tests such as full-size preburner hot tests are carried out to study the component-level technology, and some key technologies have been preliminarily broken through. It is suggested that the development of large-thrust should be accelerated so as to promote the development of pace propulsion technology in China Key words: hydrogen/oxygen; engine; staged combustion cycle; heavy rock; large thrust 0引言 也可实现再生动力循环(此即膨胀循环方式)。氢 在人类已开发的火箭发动机中,氢氧发动机依氧发动机是当今世界运载火箭的主流推进动力之 然代表着化学火箭发动机的最高性能水平,并且具 ,是世界航天大国的技术支撑和代表标志之一。 太空已成为航天大国竞争的另一个战场。 有天然的环保和可重复使用特性,无论在一次性使 2018年美国的新国家航天战略提出要加强天空活 用运载火箭还是可重复使用运载器中都占有重要动的持续发展。美国要重新启动载人登月、探测火 地位。液氢是优良的冷却剂,分子量小,做功能力星等重大活动吗,正在研发航天发射系统(SIS)重型 很高,燃气发生器产生富氢燃气即可实现高功率驱火箭。俄罗斯的“2016-2025年十年航天规划”策 动涡轮泵;冷却推力室后的高温气氢直接驱动涡轮划2030年前实现载人登月,为此已开展可用于发射 收稿日期:2019-07-16;修回日期:2019-10-14 作者简介:孙纪国(1966-),男,研究员,主要研究方向为宇航推进技术第 36 卷 2019 年第 6 期 上海航天 AEROSPACE SHANGHAI 我国大推力补燃氢氧发动机研究进展 孙纪国，岳文龙 （北京航天动力研究所，北京 100076） 摘 要: 氢氧火箭发动机因具有很高的性能，在国内外运载火箭中得到了广泛应用。为了更好地开展深空探 测，必须研制大推力氢氧火箭发动机。本文综合分析了国内外氢氧发动机的发展历史和现状，简要介绍了我国 220 t 补燃循环氢氧发动机方案和关键技术研制进展，该技术方案先进。通过开展试验件冷态试验和缩尺组件热 试验等，研究了核心部组件的关键技术和方案选型。开展全尺寸预燃室热试验等分系统热试验，研究组件级技 术，初步突破了部分关键技术。建议加快开展大推力氢氧发动机工程研制，促进我国航天推进技术发展。 关键词: 氢氧；发动机；补燃循环；重型火箭；大推力 中图分类号: V 434 文献标志码: A DOI: 10.19328/j.cnki.1006⁃1630.2019.06.003 Advances of Large-Thrust Staged Combustion Cycle Hydrogen/Oxygen Rocket Engine in China SUN Jiguo，YUE Wenlong （Beijing Aerospace Propulsion Institute，Beijing 100076，China） Abstract: Because of its high performance，hydrogen/oxygen rocket engine has been widely used in launch vehicles at home and abroad. In order to better carry out deep space exploration，it is necessary to develop large thrust hydrogen/oxygen rocket engine. In this paper，the development history and status of hydrogen/oxygen engines at home and abroad are comprehensively analyzed. An advanced technical scheme in China，i. e.，the 220 t staged com-bustion cycle hydrogen/oxygen engine scheme，is introduced，and the research and development of the related key technologies are simply introduced. Cold tests for test articles，hot tests for scale components，etc. are conducted to study the key technologies of the core components and scheme selection. Subsystem hot tests such as full-size preburner hot tests are carried out to study the component-level technology，and some key technologies have been preliminarily broken through. It is suggested that the development of large-thrust should be accelerated so as to promote the development of space propulsion technology in China . Key words: hydrogen/oxygen；engine；staged combustion cycle；heavy rock；large thrust 0 引言 在人类已开发的火箭发动机中，氢氧发动机依 然代表着化学火箭发动机的最高性能水平，并且具 有天然的环保和可重复使用特性，无论在一次性使 用运载火箭还是可重复使用运载器中都占有重要 地位。液氢是优良的冷却剂，分子量小，做功能力 很高，燃气发生器产生富氢燃气即可实现高功率驱 动涡轮泵；冷却推力室后的高温气氢直接驱动涡轮 也可实现再生动力循环（此即膨胀循环方式）。氢 氧发动机是当今世界运载火箭的主流推进动力之 一，是世界航天大国的技术支撑和代表标志之一。 太 空 已 成 为 航 天 大 国 竞 争 的 另 一 个 战 场 。 2018 年美国的新国家航天战略提出要加强天空活 动的持续发展。美国要重新启动载人登月、探测火 星等重大活动[1] ，正在研发航天发射系统（SLS）重型 火箭[2] 。俄罗斯的“2016—2025 年十年航天规划”策 划 2030 年前实现载人登月，为此已开展可用于发射 收稿日期：2019⁃07⁃16；修回日期：2019⁃10⁃14 作者简介：孙纪国（1966—），男，研究员，主要研究方向为宇航推进技术。 19