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[提问] YF-77M能发展出类似RD-170/180那样的系列型号吗?

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zlaser 发表于 2017-10-7 19:01 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层 |阅读模式

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YF-77M是目前中国推力最大的甲烷发动机,从相关新闻的介绍来看,其最大推力为60吨,略小于YF-20的水平。请教各位一个问题:从技术上来说,未来是否有可能在其基础上发展出类似RD-170/180那样的多燃烧室发动机?
oaki911 发表于 2017-10-7 19:10 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
可行!但要配合200吨级涡轮泵。
爆破鬼才太空X 发表于 2017-10-7 20:20 | 显示全部楼层
单推力室才是发展趋势
joki 发表于 2017-10-7 20:56 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
俄国的发展顺序是4-2-1,即RD170、RD180、RD190,不是反过来。一方面是俄国有搞多室发动机传统,另一方面是当时俄国在大单室燃烧稳定性方面遇到问题。至于这么搞可以共用燃烧室部件,新研制泵系做配套“衍生”不同量级推力发动机,这都是后话了。是不是真有经济性尚无定论。毕竟技术核心泵系都是完全重新研制的,没有什么多快好省的可能。
至于YF77M反过来搞多室,目前看来技术上没什么必要。即便是4倍推力,也还在单室能搞定的范围内。何况螺旋管束焊喷管造价高,这么搞没准更贵。

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仇恨池 发表于 2017-10-7 20:56 | 显示全部楼层
这种性质的发展也是从大到小而不是从小到大。你要不就是对相关发动机的推力,比冲等性能上的巨大差异完全不了解,要不就是故意挑起无谓争论。
 楼主| zlaser 发表于 2017-10-7 21:26 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
joki 发表于 2017-10-7 20:56
俄国的发展顺序是4-2-1,即RD170、RD180、RD190,不是反过来。一方面是俄国有搞多室发动机传统,另一方面是 ...

多谢解答。我的想法就是以YF-77M为基础,搞一个甲烷发动机系列,用于民营航天,或者拿出去搞合作马扁银子。这两种情况都很注重成本控制,如果能通过共用燃烧室部件降低成本,那再好不过了。,
joki 发表于 2017-10-7 21:54 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
zlaser 发表于 2017-10-7 21:26
多谢解答。我的想法就是以YF-77M为基础,搞一个甲烷发动机系列,用于民营航天,或者拿出去搞合作马扁银子 ...


YF77M是用氢氧机改的,主要目的是共线生产摊薄投资,本身不一定便宜,所以现在还没有明确装机对象。
至于以此搞一个系列出来,要看总体分工了,以京11所的财力,自筹资金大概没希望。从经济上来说,完全新设计跟通用燃烧室能差多少钱是不确定的(RD-1x0系列其实很贵),多室不一定代表省钱。何况螺旋管束焊是复杂工艺,还一下弄好几个,民营航天是用不起的,他们需要低成本设计,不太适合你说的应用场景。京11所也未必有自主对外销售发动机的权利,航天系统自己偷偷弄快牌子搞三产除外。

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 楼主| zlaser 发表于 2017-10-7 22:32 | 显示全部楼层
joki 发表于 2017-10-7 21:54
YF77M是用氢氧机改的,主要目的是共线生产摊薄投资,本身不一定便宜,所以现在还没有明确装机对象。
...

多谢解惑。再冒昧的问一下:从技术上来说,长征2号改用YF-77M有可能吗?
CZ-2C第一级采用4台YF-20,起飞推力2786千牛。如果换成4台YF-77M,总推力240吨,要小一些。考虑以下两个因素:
YF-77M的比冲按YF-77算(YF-77M的数据实在找不到)是428秒,YF-20是259秒;
LNG的密度(0.42~0.46 g/cm³)只有偏二甲肼(0.793g/cm³)的一半;
在使用相同容积的燃料箱的情况下,换了YF-77M后的CZ-2C可以获得相当于现在88%到96%的总冲量。再考虑到LNG的低密度带来的火箭整体质量降低,火箭运载能力应有一个较为明显的提升。
请问您怎么看?
joki 发表于 2017-10-7 23:00 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
zlaser 发表于 2017-10-7 22:32
多谢解惑。再冒昧的问一下:从技术上来说,长征2号改用YF-77M有可能吗?
CZ-2C第一级采用4台YF-20,起飞 ...


YF77M地面比冲290s左右,真空比冲约340s。但是发动机推重比低自重大,且储箱需敷设防热层,结构重量相比2C增加较多。如果不用共底设计,直接替换效果有限,可能没什么优势。
YF77M潜在装机对象是小型复用火箭,一次性的不太看好。

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喵科动物 发表于 2017-10-7 23:33 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
YF460跟RD180非常近似,YF77跟RD180完全没有可比性。
 楼主| zlaser 发表于 2017-10-7 23:35 | 显示全部楼层
joki 发表于 2017-10-7 23:00
YF77M地面比冲290s左右,真空比冲约340s。但是发动机推重比低自重大,且储箱需敷设防热层,结构重量相 ...

算了一下,按YF-77M真空比冲340秒计算,在燃料箱容积相同的情况下,改用YF-77M的CZ-2C能获得的总冲量相当于现在的75%。不知道燃料密度降低带来的减重能不能抵消这个损失。如果可以的话,这个火箭还是可以一搞的——毕竟不再是毒燃料了。
 楼主| zlaser 发表于 2017-10-7 23:48 | 显示全部楼层
喵科动物 发表于 2017-10-7 23:33
YF460跟RD180非常近似,YF77跟RD180完全没有可比性。

请教一下,YF-460有拆单出类似RD-191那样的单燃烧室大推力发动机的方案吗?那样一台就能顶两台RD-100了,如果给长7换上,火箭结构能简化不少。
喵科动物 发表于 2017-10-7 23:53 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
zlaser 发表于 2017-10-7 23:48
请教一下,YF-460有拆单出类似RD-191那样的单燃烧室大推力发动机的方案吗?那样一台就能顶两台RD-100了, ...

有论证过,目前没开始实施
喵科动物 发表于 2017-10-7 23:57 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
zlaser 发表于 2017-10-7 23:35
算了一下,按YF-77M真空比冲340秒计算,在燃料箱容积相同的情况下,改用YF-77M的CZ-2C能获得的总冲量相当 ...

YF77M比YF20不知贵到哪里去了,可能比YF100更贵。毕竟管束钎焊的喷管,为液氢设计的大流量高速涡轮泵和低温密封,都很麻烦。
 楼主| zlaser 发表于 2017-10-7 23:59 | 显示全部楼层
喵科动物 发表于 2017-10-7 23:57
YF77M比YF20不知贵到哪里去了,可能比YF100更贵。毕竟管束钎焊的喷管,为液氢设计的大流量高速涡轮泵和低 ...

改用LNG的话,要求应该没有液氢那么高了吧
喵科动物 发表于 2017-10-8 00:04 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
zlaser 发表于 2017-10-7 23:59
改用LNG的话,要求应该没有液氢那么高了吧

然而发动机已经定型了,白白浪费性能。除非推倒重来,然而更浪费研发成本。
 楼主| zlaser 发表于 2017-10-8 00:11 | 显示全部楼层
喵科动物 发表于 2017-10-8 00:04
然而发动机已经定型了,白白浪费性能。除非推倒重来,然而更浪费研发成本。

如果能基于YF-77M搞一个LNG专用版就好了,在确保性能的同时降低成本。这样的LNG发动机最适合民营航天和对外合作用。
joki 发表于 2017-10-8 11:32 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
zlaser 发表于 2017-10-7 23:35
算了一下,按YF-77M真空比冲340秒计算,在燃料箱容积相同的情况下,改用YF-77M的CZ-2C能获得的总冲量相当 ...

燃料密度降低减不了什么重,反倒是低温推进剂保温层增重很多。而且YF77推重比低,光四台发动机就超重2吨多。这个改甲方案烷结构会大幅增重,干质比大幅降低是肯定的。
joki 发表于 2017-10-8 12:15 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
zlaser 发表于 2017-10-7 23:48
请教一下,YF-460有拆单出类似RD-191那样的单燃烧室大推力发动机的方案吗?那样一台就能顶两台RD-100了, ...

主要问题是六台变三台这种简化是不是有必要。六台也不算特别多,而且双机并联滚控容易。
 楼主| zlaser 发表于 2017-10-8 16:48 | 显示全部楼层
joki 发表于 2017-10-8 11:32
燃料密度降低减不了什么重,反倒是低温推进剂保温层增重很多。而且YF77推重比低,光四台发动机就超重2吨 ...

所以我前面说,最好是能基于YF-77M的经验,搞一个LNG专用版本,在确保性能的同时降低成本。这样的LNG发动机最适合民营航天和对外合作。
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