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俄罗斯RD-180火箭发动机性能如何?为何连美国都要购买?

归档日期:07-07       文本归类:火箭发动机      文章编辑:爱尚语录

  提起RD-180火箭发动机,小编都快硬了,超好!俄罗斯是航天发动机大国,这款发动机比中国的火箭发动机要领先30年!。

  说RD-180就不得不说RD-180的前身型号RD-170,当年有这么一句线:“魔鬼设计的火箭发动机”。

  RD-180是一款双喷口双燃烧室单涡轮泵的火箭发动机,是缩减规格的RD-170(RD-170有四个喷口和四个燃烧室)。其最大推力可以达到4150千牛。相当于22台歼-20WS-15的推力。而达到380多吨推力的RD-180却只有5吨半的重量,这是火箭发动机的杰出之作品。

  当年发展RD-170的时候为的是发射暴风雪航天飞机。为了达到变态的1500吨的推力,苏联设计了一个四喷口四燃烧室的火箭发动机。

  这里就说一下苏联的鬼才设计,一个火箭发动机系统通常会由燃料泵、燃烧室和喷管三个部分组成。如果是一个单喷口的火箭发动机那么就需要一个对应的燃烧室和一个对应的涡轮泵。

  大家经常看到的火箭发动机结构是这个样子的,貌似很简单。但下面这种剖面图里面只有燃烧室和喷嘴。

  但是由于火箭发动机燃烧室内压力极高,因此燃料是不可能靠很小的压力注入到火箭发动机燃烧室内的。这就要求注入燃料的燃料泵(涡轮泵)要能够产生极大的压力,通常这个压力在250个大气压左右。

  因此就需要一个硕大的涡轮泵来向燃烧室内压入燃料。通常单一涡轮泵的火箭发动机可以直接将燃气涡轮放到火箭燃烧室内。这就形成了 喷嘴、燃烧室、涡轮泵之间1:1:1的关系。要注意的一点是——涡轮泵很大很重!通常占据火箭发动机一半以上的重量。这样要研制大功率火箭必然要增加涡轮泵的尺寸和重量。

  苏联当年的做法将RD-170发动机的四个喷嘴和四个燃烧室都接在了一个涡轮泵上,就形成了4:4:1的方案。大大的减小了发动机的重量并且提高了发动机推力。

  涡轮依靠火箭燃烧室的旁路进行带动。要知道的是火箭发动机燃烧室的温度是3000-5000摄氏度。旁路管道必须能够承受这么高的高温,这是目前其他国家完全做不到的事情。

  但这样带来的结果就是省掉了近2吨左右的涡轮重量,涡轮的重量省去了那么就是——火箭的载荷直接加上2吨。

  一个当年苏联航天飞机的发射运载火箭由5个RD-170组成的线个暴风雪航天飞机的空重。

  为啥说领先中国30年,我们最大推力的发动机是液发-100,在2007年研制完成,其最大推力为1200千牛,对比下RD-180,人家是4150千牛!而且仅仅是苏联时期80年代中期RD-170的缩减版。不仅仅美国在买,其实中国也一直在寻求购买呢。

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