俄羅斯的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)系列

俄羅斯的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)系列動(dòng)力機(jī)械科研生產(chǎn)聯(lián)合體（NPOEnergomash）是俄羅斯一家專門(mén)從事液體推進(jìn)劑火箭設(shè)計(jì)生產(chǎn)的公司。其創(chuàng)建者是蘇聯(lián)20世紀(jì)20年代就開(kāi)始從事火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研究的瓦朗坦·格魯什科，1954年，他成立了這家公司，并擔(dān)任主席，公司當(dāng)時(shí)叫做OKB-456。格盧什科領(lǐng)導(dǎo)設(shè)計(jì)局長(zhǎng)達(dá)30多年，給當(dāng)時(shí)的蘇聯(lián)提供了許多性能最好的發(fā)動(dòng)機(jī)。公司曾設(shè)計(jì)了RD-107和RD-108發(fā)動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)R-7火箭將衛(wèi)星號(hào)人造衛(wèi)星送入太空。之后又為“質(zhì)子號(hào)”火箭設(shè)計(jì)了RD-253發(fā)動(dòng)機(jī)，給“能源號(hào)”設(shè)計(jì)了RD-170，給“天頂號(hào)”設(shè)計(jì)了RD-171和RD-120，給“宇宙神”和“安加拉”設(shè)計(jì)了RD-180和RD-191，給“第聶伯”設(shè)計(jì)了RD-264，給“旋風(fēng)號(hào)”設(shè)計(jì)了RD-261等。R-7是前蘇聯(lián)最早的一種火箭，R-7火箭的設(shè)計(jì)特點(diǎn)之一是具有一個(gè)芯級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)段（A），其上捆綁了4個(gè)助推器（B，V，G和D）形成了第一級(jí)。每一級(jí)的芯級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)上都捆綁著4個(gè)主發(fā)動(dòng)機(jī)和4個(gè)游動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。對(duì)于第一級(jí)，一共有20個(gè)主燃燒室和12個(gè)游動(dòng)燃燒室，都在同一時(shí)刻點(diǎn)火，推舉著飛行器離開(kāi)發(fā)射臺(tái)。當(dāng)連接器引爆時(shí)它們就會(huì)分離，剩下芯級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，其上面級(jí)稱為第二級(jí)。對(duì)R-7的早期設(shè)計(jì)研究集中在以液氧和煤油的混合物為推進(jìn)劑的單燃燒室發(fā)動(dòng)機(jī)上，由格魯什科負(fù)責(zé)的OKB-456設(shè)計(jì)局進(jìn)行研發(fā)。芯級(jí)主發(fā)動(dòng)機(jī)為RD-106發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)射時(shí)可以產(chǎn)生約520kN的推力，真空條件下可以產(chǎn)生約645kN的推力。4個(gè)捆綁助推器采用RD-105發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)射時(shí)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)可以產(chǎn)生約540kN的推力。然而，在研發(fā)過(guò)程中，這些發(fā)動(dòng)機(jī)在單燃燒室燃燒穩(wěn)定性上都暴露出了問(wèn)題。到1953年，這一問(wèn)題變得更加突出，使得火箭無(wú)法再承受高熱核彈頭不斷增加的質(zhì)量。1953年前，這種設(shè)計(jì)思想曾計(jì)劃用于采用洲際彈道導(dǎo)彈來(lái)發(fā)射原子彈，但是后來(lái)轉(zhuǎn)而用于發(fā)射（更重的）氫彈（或熱核彈）。從原子彈轉(zhuǎn)到熱核彈是運(yùn)載能力必須增加的主要原因。它必須具有把一個(gè)5.4噸的彈頭送到8,500千米遠(yuǎn)的運(yùn)載能力。令人萬(wàn)分苦惱的是，洲際彈道導(dǎo)彈的質(zhì)量因此要達(dá)到283噸，需要將近3,920kN的推力。RD-107發(fā)動(dòng)機(jī)（左）和RD-108發(fā)動(dòng)機(jī)（右）RD-107火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和RD-108火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)參數(shù)/型號(hào)RD-107RD-108RD-107ARD-108ARD-117RD-118真空推力：992kN997kN1021.3kN990.2kN1,021.097kN971.4kN海平面推力：821kN746kN838.5kN792.5kN919.1kN777.8kN真空比沖：315s315s319s319s314s316s海平面比沖：257s248kg257s248s257s253s燃燒時(shí)間：118s286s118s286s重量：1,200kg1,400kg直徑：0.67m0.67m0.67m0.67m高度：2.86m2.86m2.86m2.86m燃燒室數(shù)：4+2V4+4V4+2V4+4V4+2V4+4V燃料：煤油/液氧燃燒室壓力：5.85MPa5.1MPa6MPa5.44MPa推重比：84.27：172.59：1混合比：2.47：12.39：12.47：12.39：12.47：12.39：1噴嘴面積比：18.8：118.8：118.8：118.8：118.8：118.8：1膨脹比：150：1150：1150：1150：1150：1150：1流量(噸/秒)：0.3250.3060.3250.31350.3250.3135應(yīng)用：R-7系列R-7系列聯(lián)盟U助推級(jí)聯(lián)盟2第一級(jí)聯(lián)盟U2助推級(jí)聯(lián)盟U2第一級(jí)為了達(dá)到要求，格魯什科的設(shè)計(jì)局研制出了輔發(fā)動(dòng)機(jī)RD-107和主發(fā)動(dòng)機(jī)RD-108。RD-108發(fā)射時(shí)能產(chǎn)生約736kN的推力（真空下約942kN），燃燒時(shí)間為304秒；RD-107的推力和燃燒時(shí)間分別為814kN和122秒。這兩種發(fā)動(dòng)機(jī)仍然使用液氧/煤油，保留了用于“聯(lián)盟號(hào)”的助推級(jí)和第一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)（已改進(jìn)）的中心推進(jìn)單元，并有來(lái)自第二級(jí)或上面級(jí)的推力。RD-107和RD-108并不是R-7的最初選擇。用于運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的早期設(shè)計(jì)是一種單室液氧/煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，其推力約為490—589kN；但是人們很快就發(fā)現(xiàn)，這種發(fā)動(dòng)機(jī)不能推舉起55噸的載荷，而且在地面測(cè)試中其燃燒室的不穩(wěn)定性導(dǎo)致出現(xiàn)嚴(yán)重的振蕩，顯示出了其性能的低劣。這個(gè)問(wèn)題在由NII-88的總設(shè)計(jì)師A.伊薩耶夫進(jìn)行的一次設(shè)計(jì)測(cè)試中得到了解決。他曾測(cè)試過(guò)由推力392kN的單室發(fā)動(dòng)機(jī)改進(jìn)的多室發(fā)動(dòng)機(jī)，顯示出它比單室發(fā)動(dòng)機(jī)具有更大的累計(jì)推力。后來(lái)就演變?yōu)椴捎帽脡菏降乃氖野l(fā)動(dòng)機(jī)，這就減少了不穩(wěn)定燃燒帶來(lái)的影響，也減小了發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量，并使研制和測(cè)試的各個(gè)階段都得到了很大的簡(jiǎn)化。這樣，RD-107和RD-108的研制成功為R-7提供了所需的動(dòng)力。1957—1966年期間，經(jīng)對(duì)R-7發(fā)動(dòng)機(jī)、結(jié)構(gòu)和其上面級(jí)的改進(jìn)，一個(gè)可靠的、通用的運(yùn)載火箭系列誕生了，并支持了蘇聯(lián)/俄羅斯航天計(jì)劃50年。1975年6月5日，通用機(jī)械制造部簽署了一項(xiàng)命令，對(duì)在“聯(lián)盟U”火箭進(jìn)行改進(jìn)，助推級(jí)和第一級(jí)火箭使用合成煤油，助推級(jí)用的發(fā)動(dòng)機(jī)由RD-107變?yōu)镽D-117，第一級(jí)用的發(fā)動(dòng)機(jī)由RD-107變?yōu)镽D-118，這樣“聯(lián)盟U2”就能比標(biāo)準(zhǔn)型的“聯(lián)盟U”的發(fā)射能力有所提高。但是由于1996年停止生產(chǎn)合成煤油，因此不得不繼續(xù)使用“聯(lián)盟U”進(jìn)行載人飛船的發(fā)射和執(zhí)行“進(jìn)步號(hào)”飛船與“和平號(hào)”空間站及早期的國(guó)際空間站對(duì)接的任務(wù)。后來(lái)又對(duì)RD-107和RD-108發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)，用于“聯(lián)盟FG”和“聯(lián)盟2”，改進(jìn)后的發(fā)動(dòng)機(jī)叫做RD-107A和RD-108A?！百|(zhì)子K”系列火箭的第一級(jí)用的是RD-253。RD-253的研制工作開(kāi)始于1961年，由格魯什科領(lǐng)導(dǎo)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)，于1963年完成。RD-253采用的是燃?xì)獍l(fā)生器的富氧燃?xì)膺M(jìn)行補(bǔ)燃的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，以四氧化二氮/偏二甲肼為推進(jìn)劑。其第一級(jí)有6臺(tái)RD-253發(fā)動(dòng)機(jī)，分別捆綁在中央大氧化劑貯箱周圍，這6臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)每臺(tái)都有自己的燃料貯箱。第一級(jí)與第二級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)都安裝在鉸鏈支架上，這可使控制火箭的能量損耗最小。第一次發(fā)射是在1965年7月。RD-275發(fā)動(dòng)機(jī)是RD-253的改進(jìn)型，于1987年到1993年研制成功，主要是提高了7.7%的推力，燃燒室所承受的的壓力也更高，地球靜止軌道的運(yùn)載能力提高了600千克，采用RD-275發(fā)動(dòng)機(jī)的“質(zhì)子號(hào)”于1995年首次發(fā)射。從2001年開(kāi)始，動(dòng)力機(jī)械科研生產(chǎn)聯(lián)合體又對(duì)RD-275進(jìn)行了改進(jìn)，此次改進(jìn)提高了5.2%的推力，地球靜止軌道運(yùn)載能力也相應(yīng)提高了150千克。改進(jìn)后的RD-275發(fā)動(dòng)機(jī)叫作RD-275M，一些列測(cè)試工作于2002年到2003年完成，總共燃燒了735秒，2005年，RD-275M發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始進(jìn)行生產(chǎn)。有時(shí)候把RD-275M也叫做RD-276發(fā)動(dòng)機(jī)，但是RD-275M肯定不是最后的版本。RD-253發(fā)動(dòng)機(jī)（左二）和RD-275（右二）由格魯什科領(lǐng)導(dǎo)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)研制了供“能源號(hào)”與“天頂號(hào)”使用的RD-170/RD-171型高壓補(bǔ)燃液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)?！澳茉刺?hào)”火箭的助推器使用RD-170，而“天頂號(hào)”火箭則使用RD-171。二者的區(qū)別在于，RD-170的推力矢量噴管可以沿2個(gè)方向軸擺動(dòng)，RD-171的噴管則只能沿1個(gè)方向軸擺動(dòng)。RD-170/RD-171是迄今為止世界上推力最大的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，其真空推力高達(dá)7,903kN。由于威力強(qiáng)大，“天頂號(hào)”火箭的第一級(jí)只需安裝一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。RD-170火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的管路系統(tǒng)雖然動(dòng)力機(jī)械制造科研生產(chǎn)聯(lián)合體有著豐富的研制分級(jí)燃燒循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，但是以往研制的都是單燃燒室的推力不是很大的發(fā)動(dòng)機(jī)，如N1火箭上的NK系列發(fā)動(dòng)機(jī)，研制推力如此大的四燃燒室的閉式循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)時(shí)的前蘇聯(lián)還是顯得捉襟見(jiàn)肘，正是由于RD-170發(fā)動(dòng)機(jī)的研制過(guò)程出現(xiàn)了問(wèn)題，才使得“能源號(hào)”火箭的首次發(fā)射一推再推。美國(guó)還沒(méi)有研制過(guò)使用沒(méi)油和液氧的分級(jí)燃燒循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)，只研制過(guò)供“土星5號(hào)”使用的F-1發(fā)動(dòng)機(jī)，雖然推力很大，但是該發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是燃?xì)獍l(fā)生器循環(huán)，是開(kāi)式循環(huán)。RD-170、RD-171和RD-171M火箭發(fā)動(dòng)機(jī)RD-170發(fā)動(dòng)機(jī)有4個(gè)燃燒室，一臺(tái)渦輪泵和2個(gè)預(yù)燃室。其中渦輪泵是單級(jí)的，整個(gè)渦輪泵系統(tǒng)還包括有一臺(tái)氧化劑泵，一臺(tái)兩級(jí)型的燃料泵，整個(gè)系統(tǒng)連接了低壓的燃料泵和氧化劑泵，并使推進(jìn)劑增壓，防止渦輪泵形成空穴現(xiàn)象，從而防止燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象的出現(xiàn)。這渦輪泵有2個(gè)富氧預(yù)燃室燃燒后形成的高壓氣體來(lái)驅(qū)動(dòng)，起先時(shí)，原本打算只用一個(gè)預(yù)燃室，這樣每秒種要燃燒掉1.5噸的推進(jìn)劑，這樣的流量太大了。在RD-170發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)氧化劑和煤油的循環(huán)過(guò)程中，只有少部分推進(jìn)劑通過(guò)預(yù)燃室，約占6%。這渦輪泵大約能產(chǎn)生257,000匹馬力的動(dòng)力。RD-170發(fā)動(dòng)機(jī)可以在可以節(jié)流到額定功率的50%，且裝有萬(wàn)向節(jié)——轉(zhuǎn)向裝置，它借助于8個(gè)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)執(zhí)行，可以沿2個(gè)方向軸擺動(dòng)，RD-171的噴管則只能沿1個(gè)方向軸擺動(dòng)。因此RD-170發(fā)動(dòng)機(jī)必須考慮這8個(gè)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的可靠性，必須要防止空氣通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)入箭體，因此要使用強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)器阻止空氣動(dòng)力學(xué)壓力。RD-170、RD-171、RD-171、RD-253、RD-275、RD-276火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)參數(shù)/型號(hào)RD-170RD-171RD-171MRD-172RD-253RD-275RD-275MRD-276真空推力：7,887kN7,903kN7,903kN8,343.6kN1,635kN1,749.6kN1783.7kN1,832kN海平面推力：7,550kN7,550kN7,550kN7,688.4kN1,474kN1,589kN1,620kN1,671kN真空比沖：337s337.2s337.2s337.4s316s316s316s318.8s海平面比沖：309.3s309.3s309.3s310.9s285s287s287s288s燃燒時(shí)間：150s150s150s130s130s重量：9,750kg9,500kg9,500kg1,280kg1,280kg直徑：4.02m4.02m4.02m1.50m1.50m1.50m高度：3.78m3.78m3.78m2.72m2.72m2.72m燃燒室數(shù)：4444111燃料：煤油/液氧偏二甲肼/四氧化二氮燃燒室壓力：24.52MPa24.52MPa24.52MPa25.69MPa14.71MPa15.69MPa16.67MPa推重比：82.66：184.84：184.84：1130.25：1139.06：1混合比：2.63：12.63：12.63：12.63：12.67：12.67：12.67：1噴嘴面積比：36.87：136.87：136.87：136.87：126：126：126：1流量(噸/秒)：2.39252.39252.39252.52170.52740.56460.57560.5917應(yīng)用：能源號(hào)天頂號(hào)天頂2M祝融星質(zhì)子K質(zhì)子M質(zhì)子M質(zhì)子MRD-170發(fā)動(dòng)機(jī)的正規(guī)燃燒時(shí)間為140秒到150秒，至少可以重復(fù)使用10次，這是通過(guò)測(cè)試得到的。盡管RD-170發(fā)動(dòng)機(jī)只執(zhí)行了2次“能源號(hào)”任務(wù)，但是它的雙胞胎RD-171使用得相當(dāng)頻繁。RD-180和RD-191火箭發(fā)動(dòng)機(jī)RD-180是俄羅斯動(dòng)力機(jī)械制造科研生產(chǎn)聯(lián)合體于1994—1995年開(kāi)始在RD-170和RD-171發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上研制的一款雙燃燒室雙噴嘴的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。RD-180有70％左右的組件都與RD-170相同，顯著降低了研制新型發(fā)動(dòng)機(jī)的成本，縮短了研制周期。RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)有兩個(gè)推力室，由一個(gè)富氧燃燒預(yù)燃器驅(qū)動(dòng)公用渦輪泵。由于RD-170發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)過(guò)了1,000,000多秒的熱試車，因此RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)的研制風(fēng)險(xiǎn)較低。1996年，RD-180被洛克希德·馬丁公司選定用于“宇宙神3”運(yùn)載火箭，后來(lái)主要是用于20世紀(jì)90年代開(kāi)發(fā)改進(jìn)型一次性運(yùn)載火箭（EELV）和“宇宙神5”運(yùn)載火箭?？紤]到這些火箭既要滿足軍用，又要用于商業(yè)發(fā)射，因此普惠公司也加入發(fā)動(dòng)機(jī)合作項(xiàng)目。發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)全部在俄羅斯進(jìn)行，而負(fù)責(zé)出售的是發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)商動(dòng)力機(jī)械科研生產(chǎn)聯(lián)合體和普惠公司組成的合資公司。RD-180以煤油和液氧為推進(jìn)劑，使用高壓分級(jí)燃燒循環(huán)。RD-180繼承了先驅(qū)RD-170的富氧預(yù)燃室設(shè)計(jì)，使發(fā)動(dòng)機(jī)效率更高。噴嘴的活動(dòng)由四個(gè)液壓缸支持。RD-180首先被使用在“宇宙神2A-R”火箭上，也就是“宇宙神2A”加字母R。（R代表俄羅斯，因?yàn)榛鸺捎昧硕砹_斯的主發(fā)動(dòng)機(jī)）這款火箭后來(lái)被命名為“宇宙神3號(hào)”。目前美國(guó)現(xiàn)役的“宇宙神5號(hào)”火箭也沿用了RD-180。當(dāng)初洛馬公司用來(lái)做結(jié)構(gòu)測(cè)試和頻率響應(yīng)測(cè)試的那臺(tái)RD-180陳列在第23界G8峰會(huì)美國(guó)總統(tǒng)克林頓和俄羅斯總統(tǒng)葉利欽會(huì)晤的地方。RD-180火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的管路系統(tǒng)RD-180、RD-191M、NK-15、NK-33、NK-43火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)參數(shù)/型號(hào)RD-180RD-191MNK-15NK-33NK-33-1NK-33(1)NK-43真空推力：4,152kN2,095.1kN1543.65kN1,678.1kN2,186.9kN1,685.6kN1754.2kN海平面推力：3,829.1kN1,921.2kN1,378.6kN1,505.79kN1,919.6kN1,511.65kN真空比沖：338s337.5s318s331s350.6s331.3s346s海平面比沖：311s309.5s284s297s307.8s297.1s燃燒時(shí)間：150s150s重量：5,393kg3,230kg1,247kg1,235kg1,396kg直徑：3.15m1.45m1.5m2m2.5m高度：3.56m4m2.7m3.7m燃燒室數(shù)：2111111燃料煤油/液氧燃燒室壓力：26.67MPa25.69MPa7.85MPa14.54MPa18.02MPa14.22MPa14.54MPa推重比：78.44：1126.22：1136.66：1128.22：1混合比：2.72：12.6：12.52：12.8：12.6：12.8：1噴嘴面積比：36.87：127：170：1流量(噸/秒)：1.25430.6330.4950.5170.6360.518850.517應(yīng)用：宇宙神5/Rus-M天頂號(hào)N1第一級(jí)N1F第一級(jí)聯(lián)盟3金牛座2N1F第二級(jí)RD-191液氧煤油火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是RD-170/180發(fā)動(dòng)機(jī)家族的改型。RD-191發(fā)動(dòng)機(jī)用途廣泛，可以用作火箭第一級(jí)也可用作第二級(jí)。俄羅斯工程師向液氧煤油燃料中添加了有限數(shù)量的液氫，成功實(shí)現(xiàn)了三種組分的同時(shí)穩(wěn)定燃燒。此外，RD-191發(fā)動(dòng)機(jī)的可回收性和復(fù)用性將大大降低部署載荷的成本。美國(guó)是世界上首先驗(yàn)證可重復(fù)使用液體燃料火箭可行性的國(guó)家，像航天飛機(jī)上的主發(fā)動(dòng)機(jī)SSME，但是它是隨航天飛機(jī)一起返回地面的?！澳茉刺?hào)”火箭上的助推級(jí)是可以回收的，其RD-170是可以重復(fù)用的，但是使用次數(shù)僅有若干次。早在20世紀(jì)90年代中期，美國(guó)就發(fā)射了一枚小型的“德?tīng)査齑眴渭?jí)火箭并成功返回。但美國(guó)決定與俄羅斯聯(lián)合開(kāi)發(fā)可重復(fù)用的發(fā)動(dòng)機(jī)。1994—1995年間，動(dòng)力機(jī)械科研生產(chǎn)聯(lián)合體曾致力于此項(xiàng)工作。此后不久美國(guó)放棄與俄羅斯的合作，將全部工作轉(zhuǎn)為機(jī)密類。波音公司正在進(jìn)行一項(xiàng)耗資數(shù)十億美元的太空運(yùn)載計(jì)劃（SLI），將研發(fā)先進(jìn)可重復(fù)使用運(yùn)載火箭。同時(shí)，NASA以競(jìng)標(biāo)形式研發(fā)了下一代可重復(fù)使用運(yùn)載火箭。歐空局（ESA）也曾嘗試研發(fā)可重復(fù)使用的發(fā)動(dòng)機(jī)，但NASA和ESA均未能在此領(lǐng)域有所建樹(shù)。NK-33和NK-43是蘇聯(lián)60年末70年代初由庫(kù)茲涅佐夫設(shè)計(jì)局設(shè)計(jì)制造的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。用于登月火箭N1。NK-33的推重比是當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域最高的，同時(shí)其比沖也達(dá)到了很高的數(shù)值。NK-43與NK-33類似，但是用于上面級(jí)的。它噴嘴較長(zhǎng)，在高空空氣稀薄的環(huán)境下工作效率較高。其產(chǎn)生的推力和比沖更大，但也更長(zhǎng)更重。NK-33和NK-43分別源自早期和NK-15和NK-15V發(fā)動(dòng)機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī)是分級(jí)燃燒循環(huán)雙元液體推進(jìn)劑火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，采用富氧預(yù)燃室技術(shù)驅(qū)動(dòng)渦輪泵。由于富氧排氣可能燒穿燃燒室壁，因而這種類型的發(fā)動(dòng)機(jī)是比較少見(jiàn)的。美國(guó)從未在富氧發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域有過(guò)成功經(jīng)驗(yàn)，而蘇聯(lián)在冶金方面的優(yōu)勢(shì)使之有制造這種發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)。由于NK-33使用了兩種密度近似的推進(jìn)劑液氧和煤油，所以可以用一個(gè)轉(zhuǎn)軸來(lái)驅(qū)動(dòng)兩者的供料渦輪泵。這使NK-33具有非常高的真空推重比——136.66:1。即便是更重的NK-43，其真空推重比也達(dá)到了128.22：1。N1原本是在第一級(jí)使用NK-15發(fā)動(dòng)機(jī)，在第二級(jí)使用NK-15V。然而N1發(fā)射的接連失敗是這項(xiàng)工程沒(méi)有了下文。而N1的改進(jìn)還在繼續(xù)，庫(kù)茲涅佐夫?qū)煞N發(fā)動(dòng)機(jī)分別改造為NK-33和NK-43。改造后的N1就是N1F。由于在登月競(jìng)賽上失利，蘇聯(lián)不得不重新設(shè)計(jì)新的重型運(yùn)載火箭“能源號(hào)”。因此，N1F從未試飛。隨著N1工程的停工，政府下令毀掉一切資料，一個(gè)政府官員接管了這些發(fā)動(dòng)機(jī)，將它們存放在倉(cāng)庫(kù)中。發(fā)動(dòng)機(jī)的消息最后傳到了美國(guó)。將近30年后，一些尚存懷疑態(tài)度的技術(shù)人員被帶到倉(cāng)庫(kù)。隨后，其中一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)被帶回美國(guó)，在精確測(cè)定發(fā)動(dòng)機(jī)性能后，其技術(shù)參數(shù)才被公之于眾。至于用剩下的NK-33做什么時(shí)常成為爭(zhēng)論焦點(diǎn)。當(dāng)時(shí)超前的設(shè)計(jì)理念使這批發(fā)動(dòng)機(jī)至今仍有利用價(jià)值。噴氣飛機(jī)公司已將NK-33和NK-43分別重命名為AJ26-58AJ26-59?；固乩蘸娇蘸教旃?，即現(xiàn)在的基斯特勒火箭飛機(jī)公司（RpK）用3臺(tái)NK-33和NK-43設(shè)計(jì)了K-1火箭?？屏_廖夫能源火箭宇航集團(tuán)公司打算用1臺(tái)NK-33來(lái)驅(qū)動(dòng)新運(yùn)載器“Aurora-L.SK”。還有提議用NK-33替換“聯(lián)盟號(hào)”中間的RD-108，或者再用四臺(tái)NK-33替換4個(gè)推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)RD-107。通過(guò)減輕飛船重量來(lái)增加有效載荷，而且使用倉(cāng)庫(kù)存貨也能降低飛船造價(jià)?！癆urora”和“聯(lián)盟3”替換計(jì)劃都面臨一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，就是NK-33的現(xiàn)存數(shù)量不是很多，難以用在每年頻繁發(fā)射的聯(lián)盟飛船上。而基斯特勒的K-1是可重用的，需要的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量比較少。軌道科學(xué)公司研制的“金牛座2號(hào)”運(yùn)載火箭的第一級(jí)使用2臺(tái)NK-33，“聯(lián)盟1號(hào)”也將用1臺(tái)”NK-33發(fā)動(dòng)機(jī)。NK-33（上）和NK-43（下）火箭發(fā)動(dòng)機(jī)RD-0120是化工自動(dòng)化設(shè)計(jì)局設(shè)計(jì)的一款液氫/液氧發(fā)動(dòng)機(jī)，它的真空推力為190噸，真空比沖為454.5秒?！澳茉刺?hào)”火箭芯級(jí)采用4臺(tái)RD-0120發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力裝置，采用分級(jí)燃燒循環(huán)，氧氣和氫氣在預(yù)燃室燃燒后驅(qū)動(dòng)渦輪泵，之后再注入主燃燒室完成最后的燃燒過(guò)程。具體的過(guò)程是燃料和氧氣先通過(guò)各自的低壓燃料泵和氧化劑泵，連續(xù)不段地泵到主渦輪泵，部分燃料和氧氣泵到預(yù)燃室燃燒驅(qū)動(dòng)渦輪泵，燃燒后的高壓氣體再注入主燃燒室，另一部分液氫通過(guò)低壓的燃料泵和主渦輪泵泵到冷卻管路系統(tǒng)，之后由液體變?yōu)闅怏w，在通過(guò)主渦輪泵泵到主燃燒室，液氧通過(guò)低壓的氧化劑泵和主渦輪泵泵到主燃燒室，氫氣和氧氣在主燃燒室燃燒后形成高壓的氣體從噴嘴噴出產(chǎn)生強(qiáng)大的推力。每臺(tái)RD-0120發(fā)動(dòng)機(jī)都有一臺(tái)單桿的渦輪泵，它由2級(jí)組成，1臺(tái)3級(jí)的燃料泵，2臺(tái)氧化劑泵。其中1臺(tái)氧化劑泵用于供給主燃燒室，另一臺(tái)氧化劑泵用于供給預(yù)燃室和低壓的液氧泵。這主渦輪泵的轉(zhuǎn)速達(dá)到每分鐘3,2500轉(zhuǎn)，由富燃料預(yù)燃室驅(qū)動(dòng)，工作溫度達(dá)到530度。每臺(tái)RD-0120發(fā)動(dòng)機(jī)都裝有萬(wàn)向節(jié)——轉(zhuǎn)向裝置，并配有2個(gè)液壓伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)，液壓泵的動(dòng)力來(lái)自于高壓的氫氣，最大偏航能力為11度，發(fā)動(dòng)機(jī)能在45%—100%的范圍內(nèi)節(jié)流，美國(guó)的航天飛機(jī)主發(fā)動(dòng)機(jī)可以在67%—104%范圍內(nèi)節(jié)流。氣動(dòng)控制系統(tǒng)包括壓力氦氣瓶，氣動(dòng)和電動(dòng)閥門(mén)以及管道系統(tǒng)。RD-0120發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒時(shí)間在450秒到500秒間，如果沒(méi)有達(dá)到預(yù)期速度會(huì)延長(zhǎng)燃燒時(shí)間。發(fā)動(dòng)機(jī)總的燃燒時(shí)間可以達(dá)到1,670秒，230秒為測(cè)試點(diǎn)火，480秒為發(fā)射時(shí)的燃燒時(shí)間，回收后還可以燃燒960秒。如果任務(wù)有所變化時(shí)可以達(dá)到2,000秒，也就是說(shuō)，如果能回收的話，可以使用3到4次。雖然RD-0120發(fā)動(dòng)機(jī)在發(fā)射完畢下落過(guò)程中與芯級(jí)一起墜毀，但是能回收的話可以使用10—20次。RD-0120發(fā)動(dòng)機(jī)原本計(jì)劃在實(shí)踐中不段地得到改進(jìn)，真空推力達(dá)到230噸。真空比沖達(dá)到460.5秒，此外還計(jì)劃使用延伸型的噴嘴以提高比沖。不過(guò)實(shí)際建造的RD-0120發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)是固定的，這和航天飛機(jī)主發(fā)動(dòng)機(jī)一樣。前蘇聯(lián)/俄羅斯有著廣泛研究分級(jí)燃燒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，RD-0120只使用了一臺(tái)渦輪泵，液氫和液氧在此集會(huì)。這和航天飛機(jī)主發(fā)動(dòng)機(jī)不同，它使用的是分離型的渦輪泵，而且液氫和液氧是獨(dú)立的是獨(dú)立的渦輪泵。本來(lái)RD-0120也采用這樣的設(shè)計(jì)，不過(guò)最終還是選擇了單渦輪泵，因?yàn)檫@樣可以簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)的點(diǎn)火順序。RD-0120采用的是通道璧型的噴嘴，和采用銅管冷卻的噴嘴，零件數(shù)量減少了，焊接點(diǎn)減少了，制造工藝也簡(jiǎn)單了。在20世紀(jì)90年代，美國(guó)也曾經(jīng)考慮過(guò)為航天主發(fā)動(dòng)機(jī)研制這樣的噴嘴，這樣的設(shè)計(jì)能增加重復(fù)使用的次數(shù)。RD-0120RD-0120的管路系統(tǒng)RD-0163發(fā)動(dòng)機(jī)是俄羅斯新開(kāi)發(fā)的用于Rus-M項(xiàng)目的一款火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，用在助推級(jí)上。RD-0163這個(gè)代號(hào)很怪異，“0”通常情況下代表是第二級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，或者是芯級(jí)使用的發(fā)動(dòng)機(jī)，如“能源號(hào)”上使用的RD-0120發(fā)動(dòng)機(jī)，但是助推級(jí)上通常第一數(shù)字為“1”。RD-0163發(fā)動(dòng)機(jī)是化工自動(dòng)化設(shè)計(jì)局研制的一款發(fā)動(dòng)機(jī)，可能是薩馬拉和庫(kù)茲涅佐夫合作開(kāi)發(fā)的原蘇聯(lián)液氧煤油高壓補(bǔ)燃火箭發(fā)動(dòng)機(jī)NK-33的改進(jìn)型號(hào)，是單燃燒室的一款發(fā)動(dòng)機(jī)，但是在Rus-M項(xiàng)目中兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)組合在一起使用，像RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)，但是組合后推力比RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)要大，真空推力達(dá)到5,440.7千牛。俄羅斯有著豐富的天然氣資源，使用液態(tài)天然氣是一個(gè)相當(dāng)不錯(cuò)的選擇，而且液態(tài)天然氣是一種相當(dāng)環(huán)保的燃料。目前，俄羅斯正在研制的“人力車”系列運(yùn)載火箭就使用液態(tài)天然氣作為燃料。使用RD-182作為第一級(jí)和助推級(jí)、RD-183作為第三級(jí)、RD-185作為第二級(jí)，還可能使用RD-190發(fā)動(dòng)機(jī)，相當(dāng)于6臺(tái)RD-169發(fā)動(dòng)機(jī)，這些發(fā)動(dòng)機(jī)都是動(dòng)力機(jī)械制造科研生產(chǎn)聯(lián)合體研制。采用液態(tài)天然氣比煤油的發(fā)動(dòng)機(jī)比沖要高20秒左右，而且70%—80%的硬件可以得到沿用，只是推力減小了。采用液態(tài)甲烷的發(fā)動(dòng)機(jī)推力范圍相當(dāng)廣泛，從1千克到200噸都可以做到，但是要研制200噸以上的發(fā)動(dòng)機(jī)就有難度了。目前，采用液態(tài)甲烷的發(fā)動(dòng)機(jī)大致有2種，一種是采用閉式循環(huán)的富氧預(yù)燃室技術(shù)（closedoxidizer-richgasgenerator，ORG），另一種是閉式循環(huán)的富燃料預(yù)燃室技術(shù)（fuel-richgasgenerator，F(xiàn)RG）。其次還有一種發(fā)動(dòng)機(jī)采用3元推進(jìn)劑——液態(tài)天然氣、液氫和液氧。助推級(jí)和芯級(jí)上的RD-182發(fā)動(dòng)機(jī)是有區(qū)別的，于1994年開(kāi)始研制。芯級(jí)上的RD-182發(fā)動(dòng)機(jī)的推力比助推級(jí)上要大，真空推力達(dá)到902.2千牛，真空比沖為352秒，而助推級(jí)上的RD-182發(fā)動(dòng)機(jī)真空推力為815.8千牛，真空比沖為351秒。混合比都一樣，為3.4，燃燒室壓力和膨脹比也有所區(qū)別，芯級(jí)上的RD-182發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室壓力為17.16MPa，膨脹比為729，助推級(jí)上的RD-182發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室壓力為16.28MPa，膨脹比為692?！叭肆?”上的第一級(jí)將使用一臺(tái)RD-190發(fā)動(dòng)機(jī)，相當(dāng)于6臺(tái)RD-169發(fā)動(dòng)機(jī)，真空推力為1,003.3千牛，真空比沖為351秒?！叭肆嚒毕盗羞\(yùn)載火箭的第二級(jí)都用RD-158發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)的真空推力為179.4千牛，真空比沖為378秒。將來(lái)還可能使用RD-183發(fā)動(dòng)機(jī)，用于第三級(jí)。RD-183發(fā)動(dòng)機(jī)的真空推力只有9.8千牛，真空比沖為360秒，燃燒室壓力為7.35MPa，混合比為3.4，每秒鐘的推進(jìn)劑流量為2.8千克。RD-0141發(fā)動(dòng)機(jī)也是采用液態(tài)天然氣的一款發(fā)動(dòng)機(jī)，由化工自動(dòng)化設(shè)計(jì)局研制，用于“烏連戈伊”（Urengoy）火箭的第一級(jí)，“烏連戈伊”是俄羅斯提議中的一種火箭，是以俄羅斯地名“烏連戈伊”命名的，那里有世界第二大天然氣田。RD-0141發(fā)動(dòng)機(jī)于1998年提議研制，它重1,973千克，高3.35米，推重比116.3，真空推力為2,250千牛，真空比沖為353秒，海平面推力2,059千牛，海平面比沖323秒。RD-0143發(fā)動(dòng)機(jī)用于“烏連戈伊”的第二級(jí)，它的真空推力為343千牛，真空比沖為372秒。RD-0120、RD-0120M、RD-0163、RD-182、RD-190、RD-185火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)參數(shù)/型號(hào)RD-0120RD-0120MRD-0163RD-182(1)RD-182(2)RD-190RD-185真空推力：1,517.1kN1,525.5kN5,440.7kN902.2kN815.8kN1,003.3kN179.4kN海平面推力：1,961kN1,961.7kN4,876.6kN794.7kN727.7kN4,166.3kN真空比沖：454.5s454.6s320s353s351s351s378s海平面比沖：359s372s286.8s311s313s309s燃燒時(shí)間：500s500s重量：3,450kg3,450kg1,500kg1,500kg1,470kg415kg直徑：2.42m2.42m1.5m1.5m2.4m1.5m高度：4.55m4.55m2.8m2.8m1.7m3.3m燃燒室數(shù)：1121161燃料：液氫/液氧煤油/液氧液態(tài)天然氣/液氧燃燒室壓力：21.87MPa21.45MPa17.16MPa16.28MPa14.71MPa14.71MPa推重比：57.97：157.97：161.33：169.36：143.97：1混合比：5.95：15.95：13.4：13.4：13.4：13.4：1噴嘴面積比：85.7：185.7：1流量(噸/秒)：0.43000.43001.73380.26060.23700.29220.0484應(yīng)用：能源號(hào)能源MRus-M人力車人力車人力車人力車早期的“聯(lián)盟號(hào)”火箭第二級(jí)采用RD-0110發(fā)動(dòng)機(jī)，它是四燃燒室四噴嘴的液氧/煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，目前使用的RD-0110發(fā)動(dòng)機(jī)有“聯(lián)盟U”、“聯(lián)盟FG”和“聯(lián)盟2-1a”，早期的“聯(lián)盟2-1b”也采用RD-0110發(fā)動(dòng)機(jī)，為了提高運(yùn)載能力，以后會(huì)用RD-0124發(fā)動(dòng)機(jī)。RD-0124發(fā)動(dòng)機(jī)和RD-0110發(fā)動(dòng)機(jī)相比，推力并沒(méi)有增加，但是比沖有所提高，燃燒時(shí)間也增加了，而且取消了4臺(tái)游離發(fā)動(dòng)機(jī)。RD-0124發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是多級(jí)渦輪泵，并采用冷卻系統(tǒng)，有4個(gè)噴嘴，但是只有一個(gè)渦輪泵。RD-0124的燃燒室壓力非常高，因此，比沖也非常高，達(dá)到353秒。RD-0124發(fā)動(dòng)機(jī)的第一次火箭發(fā)射是在2006年12月27日。俄羅斯的安加拉系列運(yùn)載火箭將廣泛使用RD-0124發(fā)動(dòng)機(jī)作為第二級(jí)。俄羅斯研制的RD-0154發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)劃用于提升現(xiàn)役的“聯(lián)盟號(hào)”火箭的性能，它吸引人的地方是比沖極其得高，是目前使用煤油/液氧作為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)中是最高的，超過(guò)了RD-0124發(fā)動(dòng)機(jī)的359秒，達(dá)到363秒。RD-0154發(fā)動(dòng)機(jī)重536千克，燃燒室壓力15.2MPa，真空推力300.5千牛，計(jì)劃用于Aurora和“聯(lián)盟2-3”的第二級(jí)。其次，俄羅斯還推出了RD-0155發(fā)動(dòng)機(jī)，用于“聯(lián)盟號(hào)”系列火箭的助推級(jí)，主要也是用于提升“聯(lián)盟號(hào)”系列火箭運(yùn)載能力。RD-0155發(fā)動(dòng)機(jī)和以前使用的RD-107A發(fā)動(dòng)機(jī)相比，真空推力只提升了7千牛，達(dá)到1027.5千牛，真空比沖提升了17秒，達(dá)到337秒。RD-0155是一款雙燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī)，重1,150千克，燃燒室壓力達(dá)到17.65MPa，混合比2.6，將來(lái)計(jì)劃用于Onega、Avrora“聯(lián)盟2-3”和“聯(lián)盟3”。RD-0163、RD-182、RD-185、RD-0154、RD-0155發(fā)動(dòng)機(jī)“聯(lián)盟號(hào)”火箭使用的上面級(jí)最為著名的是Fregat，發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是S5.92，是單燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī)，由化工機(jī)械設(shè)計(jì)局研制?；C(jī)械設(shè)計(jì)局還設(shè)計(jì)了S5.98發(fā)動(dòng)機(jī)，應(yīng)用在微風(fēng)M和微風(fēng)KM上，S5.92和S5.98發(fā)動(dòng)機(jī)都是采用偏二甲肼和四氧化二氮作為燃料，推力也差不多，S5.92發(fā)動(dòng)機(jī)為19.85千牛，S5.98發(fā)動(dòng)機(jī)為19.63千牛，最大的不同是S5.98發(fā)動(dòng)機(jī)有4臺(tái)游離發(fā)動(dòng)機(jī)。“聯(lián)盟號(hào)”火箭早期使用的是Ikar上面級(jí)，發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是S5.461，生產(chǎn)代號(hào)為17D61，由進(jìn)步國(guó)家科研生產(chǎn)航天火箭中心研制，在1999年時(shí)用于發(fā)射“全球星”（由48顆衛(wèi)星組成全球移動(dòng)通信網(wǎng)），總共發(fā)射了6次。Ikar上面級(jí)有1臺(tái)主發(fā)動(dòng)機(jī)和16臺(tái)輔助的發(fā)動(dòng)機(jī)，主發(fā)動(dòng)機(jī)的真空推力為2,943牛，其中4臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力為110牛，還有4臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力為52牛，最后的8臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力為5.88牛。S5.461發(fā)動(dòng)機(jī)重820千克，高2.56米，直徑2.72米，推重比為36，真空比沖為307秒，燃燒室壓力為0.88MPa，燃料為偏二甲肼和四氧化二氮。RD-0110發(fā)動(dòng)機(jī)、RD-0124發(fā)動(dòng)機(jī)、S5.92發(fā)動(dòng)機(jī)和和RD-58系列火箭發(fā)動(dòng)機(jī)早期的“質(zhì)子號(hào)”使用的上面級(jí)有D和DM系列組級(jí)，發(fā)動(dòng)機(jī)都采用RD-58或者它的改進(jìn)型號(hào)，如RD-58M和RD-58S。RD-58由科羅廖夫能源火箭宇航集團(tuán)公司研制，RD-58和RD-58M燃料用的是煤油/液氧，而RD-58S用的是合成煤油/液氧。RD-0110、RD-0124、S5.92、S5.98、RD-58、RD-58M、RD-58S火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)參數(shù)/型號(hào)RD-0110RD-0124S5.92S5.98RD-58RD-58RD-58MRD-58S真空推力：297.9kN297.9kN19.85kN19.63kN82.38kN83.36kN83.61kN86.30kN真空比沖：325s359s331s325.5s346352353s361s燃燒時(shí)間：250s270s燃燒室數(shù)：4+2V411+4V1111燃料：煤油/液氧偏二甲肼/四氧化二氮煤油/液氧合成煤油/液氧燃燒室壓力：6.82MPa15.69MPa9.51MPa6.98MPa7.4MPa7.4MPa7.94MPa混合比：2.22：12.6：12.05：12：12.53：12.53：12.48：12.42：1噴嘴面積比：82.2：1189：1189：1189：1280：1膨脹比：流量(噸/秒)：0.0920.08360.00610.00610.02430.02410.0242噸0.0244應(yīng)用：R-7系列R-7系列Fregat微風(fēng)M/KMD組級(jí)D-1組級(jí)DM組級(jí)DM組級(jí)RD-120發(fā)動(dòng)機(jī)是20世紀(jì)80年代早期蘇聯(lián)的研制的一款發(fā)動(dòng)機(jī)，由動(dòng)力機(jī)械制造科研生產(chǎn)聯(lián)合體研制，用于“天頂號(hào)”的第二級(jí)。不過(guò)，后來(lái)的RD-120發(fā)動(dòng)機(jī)不但用于第一級(jí)和助推級(jí)，還用于“和平號(hào)”空間站上的“量子1號(hào)”艙。目前，烏克蘭的南方設(shè)計(jì)局計(jì)劃用于Mayak系列運(yùn)載火箭，Mayak系列運(yùn)載火箭的第一級(jí)用2臺(tái)或4臺(tái)RD-120M發(fā)動(dòng)機(jī)，第二級(jí)用1臺(tái)RD-120發(fā)動(dòng)機(jī)。第三級(jí)將用烏克蘭南方設(shè)計(jì)局設(shè)計(jì)的RD-8發(fā)動(dòng)機(jī)，這是一款4個(gè)燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī)，RD-8發(fā)動(dòng)機(jī)的真空推力為78.48千牛，真空比沖為342.6秒，燃燒室壓力為7.84MPa，膨脹比為1,600，噴嘴面積比為104，混合比為2.4?！奥?lián)盟M”的第一級(jí)打算用1臺(tái)RD-120M發(fā)動(dòng)機(jī)，“聯(lián)盟3號(hào)”火箭的助推級(jí)級(jí)使用1臺(tái)RD-120/10F發(fā)動(dòng)機(jī)，Onega火箭的助推級(jí)使用1臺(tái)RD-120K發(fā)動(dòng)機(jī)，ULV-22火箭的第一級(jí)使用3臺(tái)RD-120U發(fā)動(dòng)機(jī)，量子艙使用了4臺(tái)RD-120/21發(fā)動(dòng)機(jī)，量子1號(hào)艙使用了1臺(tái)RD-120M發(fā)動(dòng)機(jī)。具體參數(shù)請(qǐng)看表。RD-120系列火箭發(fā)動(dòng)機(jī)（從左到右分別為RD-120、RD-120、RD-120M、RD-120K、RD-120U）RD-120系列火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)參數(shù)/型號(hào)RD-120RD-120RD-120MRD-120KRD-120URD-120/10FRD-120/21真空推力：833.6kN913kN873.2kN850.5kN869.96kN862.3kN794kN海平面推力：774.4kN784.5kN763.76kN793.4kN701.3kN真空比沖：350s350s336s330s351s330s334s海平面比沖：298s304.4s313s304s304s重量：1,125kg1,080kg1,433kg直徑：1.95m1.4m1.5m高度：3.87m2.44m2.8m燃燒室數(shù)：11111燃料：煤油/液氧燃燒室壓力：16.28MPa17.81MPa17.63MPa17.46MPa推重比：75.55：180.29：1混合比：2.58：12.58：12.58：12.58：12.58：1噴嘴面積比：106.7：1流量(噸/秒)：0.24290,26600.26500.26280.26400.26650.9697應(yīng)用：天頂2號(hào)指路燈系列第二級(jí)天頂3SL量子1號(hào)艙指路燈12/22/23第一級(jí)Onega助推級(jí)ULV-22聯(lián)盟3助推級(jí)量子艙“宇宙3M”火箭的第一級(jí)采用的是RD-216M發(fā)動(dòng)機(jī)，相當(dāng)于2臺(tái)RD-215發(fā)動(dòng)機(jī)，而且每臺(tái)RD-215發(fā)動(dòng)機(jī)都是雙燃燒室的，那么“宇宙3M”火箭就有4個(gè)噴嘴，第一級(jí)有4個(gè)噴嘴，這是前蘇聯(lián)一慣的作風(fēng)。如“第聶伯”、“轟鳴號(hào)”、“聯(lián)盟號(hào)”的助推級(jí)和芯級(jí)都有4個(gè)噴嘴。RD-216M發(fā)動(dòng)機(jī)由格魯什科研制，并由動(dòng)力機(jī)械制造科研生產(chǎn)聯(lián)合體負(fù)責(zé)生產(chǎn)。早期的“宇宙3號(hào)”火箭的第一級(jí)采用的是RD-216發(fā)動(dòng)機(jī)，和RD-216M相比，推力和比沖均有所增加。2臺(tái)RD-216發(fā)動(dòng)機(jī)的海平面推力為1480.8千牛，海平面比沖為246秒，而2臺(tái)RD-216M發(fā)動(dòng)機(jī)的海平面推力為1485.7千牛，海平面比沖為248秒。RD-216M發(fā)動(dòng)機(jī)燃料采用的是偏二甲肼和AK-27I，AK-27I為一種組合燃料，其中硝酸占73%，27%為四氧化二氮。第二級(jí)采用的是S5.23發(fā)動(dòng)機(jī)，燃料采用的是偏二甲肼和AK-27I，由化工機(jī)械設(shè)計(jì)局研制，屬于單燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī)，真空推力為157.6千牛，此外還有4個(gè)小型的噴嘴用于姿態(tài)控制。前蘇聯(lián)早期的“旋風(fēng)2A”火箭的第一級(jí)采用的是RD-251發(fā)動(dòng)機(jī)，相當(dāng)于3臺(tái)RD-250發(fā)動(dòng)機(jī)，RD-250發(fā)動(dòng)機(jī)是一款雙噴管的發(fā)動(dòng)機(jī)，由動(dòng)力機(jī)械制造科研生產(chǎn)聯(lián)合體研制。在早期的“旋風(fēng)2號(hào)”火箭上采用了3臺(tái)這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是說(shuō)“旋風(fēng)2號(hào)”火箭的第一級(jí)上有6個(gè)燃燒室，6個(gè)噴管，不但如此，“旋風(fēng)2號(hào)”的第一級(jí)還有4臺(tái)RD-69M發(fā)動(dòng)機(jī)用于火箭的姿態(tài)控制。3臺(tái)RD-251發(fā)動(dòng)機(jī)的海平面推力為2,364.9千牛，真空推力為2,643.8千牛，真空比沖為301.4秒，燃料用的是偏二甲肼/四氧化二氮。這4臺(tái)RD-69M發(fā)動(dòng)機(jī)可以把它看成一個(gè)整體，和這3臺(tái)RD-251發(fā)動(dòng)機(jī)一樣。這4臺(tái)RD-69M發(fā)動(dòng)機(jī)最大偏航能力為42度，推力為285千牛，高0.98米，直徑3.45米，重326千克，燃燒時(shí)間為125秒。第二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)為RD-252發(fā)動(dòng)機(jī)，外加4臺(tái)RD-69M發(fā)動(dòng)機(jī)。RD-252為雙燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī)，真空推力為940.5千牛，真空比沖為317.6秒。RD-69M發(fā)動(dòng)機(jī)用于火箭的姿態(tài)控制，最大偏航能力為50度，發(fā)動(dòng)機(jī)的推力為54.3千牛，重120千克，直徑3.35米，高0.9米，燃燒時(shí)間為163秒。后來(lái)的“旋風(fēng)2K”和“旋風(fēng)3”火箭的第一級(jí)采用的是RD-261發(fā)動(dòng)機(jī)和RD-68M發(fā)動(dòng)機(jī)，第二級(jí)采用的是RD-262發(fā)動(dòng)機(jī)和RD-69M發(fā)動(dòng)機(jī)，“旋風(fēng)2M”和“旋風(fēng)4”火箭的第一級(jí)采用的是RD-261M發(fā)動(dòng)機(jī)和RD-68M發(fā)動(dòng)機(jī)，第二級(jí)采用的是RD-262M發(fā)動(dòng)機(jī)和RD-69M發(fā)動(dòng)機(jī)。RD-251、RD-261和RD-261M這3款發(fā)動(dòng)機(jī)相比只是推力有所提高，結(jié)構(gòu)大致相同，都配有輔助的RD-68M發(fā)動(dòng)機(jī)。RD-261發(fā)動(dòng)機(jī)的真空推力為2,797.2千牛，真空比沖為301.4秒。RD-261M發(fā)動(dòng)機(jī)的真空推力為2,916.5千牛，真空比沖為300.3秒。RD-252、RD-262和RD-262M發(fā)動(dòng)機(jī)的推力也有所提高，真空推力分別為941.4千牛和975.8千牛。“旋風(fēng)3”和“旋風(fēng)4”還有第三級(jí)，發(fā)動(dòng)級(jí)分別為RD-861和RD-861K，由前蘇聯(lián)的南方設(shè)計(jì)局研制。RD-861是一款單燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī)，外加4臺(tái)小型的姿態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)，真空推力為78.71千牛，真空比沖為317秒。RD-861K是單燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī)，和RD-861發(fā)動(dòng)機(jī)最大的區(qū)別是沒(méi)有4臺(tái)小型的姿態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)，真空推力為77.63千牛，真空比沖為330秒。“第聶伯”火箭的第一級(jí)采用RD-264發(fā)動(dòng)機(jī)，相當(dāng)于4臺(tái)RD-263發(fā)動(dòng)機(jī)，燃料為偏二甲肼/四氧化二氮，采用分級(jí)燃燒循環(huán)，由動(dòng)力機(jī)械制造科研生產(chǎn)聯(lián)合體研制。該發(fā)動(dòng)機(jī)高2.15米，直徑3.03米，重3,600千克，真空推力4,522.8米，真空比沖318.4秒，推重比為128.05。以后還可能使用RD-274發(fā)動(dòng)機(jī)，真空推力提高到4,950.5千牛。第二級(jí)為RD-0255發(fā)動(dòng)機(jī)，相當(dāng)于1臺(tái)單燃燒室的RD-0256發(fā)動(dòng)機(jī)和1臺(tái)4燃燒室RD-0257發(fā)動(dòng)機(jī)，RD-0257發(fā)動(dòng)機(jī)用于姿態(tài)控制。RD-0256發(fā)動(dòng)機(jī)的真空推力為836.5千牛，真空比沖為340秒。宇宙3M和旋風(fēng)號(hào)火箭上使用的發(fā)動(dòng)機(jī)第聶伯和轟鳴號(hào)火箭上使用的發(fā)動(dòng)機(jī)第三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)為RD-869，是一款單燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī)，由前蘇聯(lián)的南方設(shè)計(jì)局研制，“第聶伯1號(hào)”火箭的第三級(jí)上用4臺(tái)，此款發(fā)動(dòng)機(jī)有2種工作模式，以適應(yīng)不同任務(wù)需求。由于“第聶伯1號(hào)”火箭可以發(fā)射超過(guò)10顆以上的衛(wèi)星，最多的一次曾經(jīng)發(fā)射18顆衛(wèi)星，不過(guò)那次發(fā)射失敗了，之后成功發(fā)射了14顆小衛(wèi)星。要把這些衛(wèi)星發(fā)射到各種不同高度的軌道，需要有燃燒時(shí)間非常長(zhǎng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，在攜帶少量燃料的情況下只能降低推力，因此，RD-869發(fā)動(dòng)機(jī)其中一種工作模式的真空推力為8.28千牛，而且還有節(jié)流模式，真空推力可以減小到2.47千牛?！暗诼櫜?號(hào)”火箭的第三級(jí)空重2,356千克，總重4,266千克，因此，只攜帶了910千克的燃料，在真空推力為8.28千牛的情況下，每秒鐘消耗2.7千克推進(jìn)劑，但是第三級(jí)的額定燃燒時(shí)間可以達(dá)到700秒，因此，在第三級(jí)推進(jìn)過(guò)程中，需要轉(zhuǎn)換工作模式，以便于把不同的衛(wèi)星調(diào)到不同高度的軌道上。另一種工作模式的真空推力為20.21千牛，每秒鐘消耗6.4千克的燃料。“轟鳴號(hào)”火箭的第一級(jí)采用的是RD-0233發(fā)動(dòng)機(jī)，這是一款單燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī)，燃料為偏二甲肼/四氧化二氮，由化工自動(dòng)化設(shè)計(jì)局研制，“轟鳴號(hào)”火箭的第一級(jí)用了4臺(tái)。單臺(tái)RD-0233發(fā)動(dòng)機(jī)的真空推力為517.5千牛，總推力為2,070千牛，真空比沖為315.5千牛。第二級(jí)為1臺(tái)RD-0235發(fā)動(dòng)機(jī)和1臺(tái)RD-0236發(fā)動(dòng)機(jī)，RD-0235發(fā)動(dòng)機(jī)為單燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī)，真空推力為240千牛，真空比沖為320秒，RD-0236發(fā)動(dòng)機(jī)為4燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī)，真空推力只有15.76千牛，用于姿態(tài)控制，真空比沖302.6秒，組合后就是一臺(tái)RD-0234發(fā)動(dòng)機(jī)。第三級(jí)為微風(fēng)KM上面級(jí)，就是微風(fēng)M去掉了輔助燃料箱，發(fā)動(dòng)機(jī)為S5.98M，由化工機(jī)械設(shè)計(jì)局研制，真空推力為19.63千牛，真空比沖為325.5秒。RD-216、RD-216M、RD-251、RD-261、RD-261M、RD-264、RD-274、RD-0233發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)參數(shù)/型號(hào)RD-216RD-216MRD-251RD-261RD-261MRD-264RD-274RD-0233真空推力：1,739.7kN1,745kN2,643.8kN2,794.2kN2,916.5kN4,522.8kN4,950.5kN2,070kN海平面推力：1,480.8kN1,485.7kN2,364.9kN2,502.2kN2,607.6kN4,166.3kN4,594.8kN1,870kN真空比沖：289s291.3s301.4s301.4s300.3s318.4s318.7s315.5s海平面比沖：246s248s269.6s269.6s268.5s293.3s295.8s285s燃燒時(shí)間：146s120s120s120s121s重量：1,350kg1,729kg1,764kg3,600kg直徑：2.26m2.52m2.52m3.03m高度：2.20m1.76m1.76m2.15m燃燒室數(shù)：44666444燃料：偏二甲肼和AK-27I偏二甲肼/四氧化二氮燃燒室壓力：7.36MPa7.36MPa8.34MPa8.34MPa20.59MPa22.6MPa20.1MPa推重比：156.15：1128.05混合比：2.5：12.5：12.6：12.6：12.67：12.6：1噴嘴面積比：18.8：114.7：114.7：1流量(噸/秒)：0.61380.61090.89450.94640.99031.44851.58400.6690應(yīng)用：宇宙3宇宙3M旋風(fēng)2A旋風(fēng)3旋風(fēng)4第聶伯1第聶伯轟鳴號(hào)RD-0146發(fā)動(dòng)機(jī)是化工自動(dòng)化設(shè)計(jì)局設(shè)計(jì)的一款發(fā)動(dòng)機(jī)，是和美國(guó)普惠公司合作研制的，是俄羅斯版的RL10系列發(fā)動(dòng)機(jī)，它將用于Rus-M系列運(yùn)載火箭的第二級(jí)。1997年，“質(zhì)子號(hào)”火箭的制造商赫魯尼切夫打算研制一種推力在100千牛左右的低溫發(fā)動(dòng)機(jī)，計(jì)劃采用延長(zhǎng)型噴嘴并要求提高真空比沖，此任務(wù)分配給了化工自動(dòng)化設(shè)計(jì)局。1999年，化工自動(dòng)化設(shè)計(jì)局改進(jìn)了RD-0146發(fā)動(dòng)機(jī)得到了RD-0146U，部分資金由美國(guó)普惠公司資助。2000年4月7日，普惠公司與俄羅斯的化工自動(dòng)化設(shè)計(jì)局簽署協(xié)議給予普惠的獨(dú)家銷售權(quán)。RD-0146發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是膨脹循環(huán)，因此沒(méi)有預(yù)燃室，也沒(méi)有冷卻系統(tǒng)，但是裝備了延長(zhǎng)型的噴嘴。發(fā)動(dòng)機(jī)能重復(fù)點(diǎn)火，且裝有轉(zhuǎn)向裝置，能在兩個(gè)平面內(nèi)轉(zhuǎn)向。沒(méi)有預(yù)燃室是為了能重復(fù)點(diǎn)火。前蘇聯(lián)沒(méi)有致力于研制液氫發(fā)動(dòng)機(jī)作為上面級(jí)，對(duì)低溫技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用非常渺茫。在20世紀(jì)60年代登月競(jìng)賽時(shí)，科羅廖夫研制的N1火箭采用的是煤油，采用液氫的低溫發(fā)動(dòng)機(jī)的上面級(jí)還在計(jì)劃中，后來(lái)出現(xiàn)的RD-56曾經(jīng)計(jì)劃用于N1M。前蘇聯(lián)/俄羅斯最早采用液氫的上面級(jí)為KVD-1，由阿列克謝伊薩耶夫的設(shè)計(jì)局設(shè)計(jì)（KBKhM），發(fā)動(dòng)機(jī)用的是RD-56M，推力為7.5噸，RD-56M采用分級(jí)燃燒循環(huán)，而美國(guó)的RL10系列采用的是膨脹循環(huán)，但是從來(lái)沒(méi)有使用過(guò)。化工自動(dòng)化設(shè)計(jì)局設(shè)計(jì)的RD-0120是采用液氫的發(fā)動(dòng)機(jī)，“能源號(hào)”的芯級(jí)采用4臺(tái)，但是“能源號(hào)”火箭只發(fā)射過(guò)2次，由于經(jīng)濟(jì)上的原因，之后再也沒(méi)有發(fā)射過(guò)。20世紀(jì)90年代，俄羅斯和印度簽署協(xié)議，提供給印度RD-56發(fā)動(dòng)機(jī)，用于建造GSLV火箭的上面級(jí)，并重新取名為KVD-1。俄羅斯關(guān)于液氫方面的技術(shù)也得以保留和改進(jìn)。1997年，赫魯尼切夫航天中心選擇了RD-56M發(fā)動(dòng)機(jī)用于KVRB（Kislorodno-VodorniyRacketniyBlock）上面級(jí)，KVRB上面級(jí)計(jì)劃用于“質(zhì)子號(hào)”火箭，將來(lái)還會(huì)用在“安加拉”火箭上。RD-56M、普惠公司的RD-0146、化工自動(dòng)化設(shè)計(jì)局加長(zhǎng)型噴嘴的RD-0146E和RD-0146U發(fā)動(dòng)機(jī)1998年，科羅廖夫能源火箭宇航集團(tuán)要求化工自動(dòng)化設(shè)計(jì)局設(shè)計(jì)一款液氫發(fā)動(dòng)機(jī)，用于暴風(fēng)雪T和祝融星火箭，命名為RO-95，推力要達(dá)到10噸，比沖要達(dá)到475秒。此項(xiàng)目于1989年開(kāi)始，點(diǎn)火測(cè)試計(jì)劃在1991年到1992年，但是此項(xiàng)目超出原先的設(shè)想，而且也沒(méi)有預(yù)算，和RD-56項(xiàng)目一樣。此外，俄羅斯還有RD-0131和RD-0132項(xiàng)目，但是從來(lái)沒(méi)有執(zhí)行過(guò)