本文摘要:【正文/科技力量柳叶刀】和很多国外的运载火箭一样,中国的运载火箭首先是从远程战略导弹上改进发展而来的,从一开始就被高度神秘所笼罩。

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【正文/科技力量柳叶刀】和很多国外的运载火箭一样,中国的运载火箭首先是从远程战略导弹上改进发展而来的,从一开始就被高度神秘所笼罩。1956年,国防部第五研究所(现中国运载火箭研究院)正式成立后,钱学森担任院长,随即开始了地对地弹道导弹相关的研究工作。架桥苏联导弹继承德国技术根据1957-1962年中苏合作协议,苏联出售R-1、R-2陆基弹道导弹和R-11F海基弹道导弹的训练和作战模块及技术文件。

苏联的R-1和R-2是德国V-2导弹的改进型,前两者的基本技术思路与V-2略有不同。R-1基本上是用德国V-2火箭解体后的零件组装的(因为美国抢在苏联前面,然后把技术人员、数据、原厂零件运到中国)。其RD-100发动机扩展了V-2的液氧/酒精推进剂方案,发动机核心部件蒸汽发生器继承了V-2的过氧化氢分解为动力驱动涡轮泵的方式。

因为R-1是在德国人的帮助下恢复的,所以苏联人也在独立国家组织了一批自己的工程师开发R-2导弹,射程是V-2的两倍。与RD-100相比,其RD-101发动机设计降低了高度,增加了质量,结构更加灵活,发动机数量更少。蒸汽发生器已更换,液体催化剂用于分解成过氧化氢。

最初的东风-1导弹是仿照苏联的R-2设计的。1958年,在苏联顾问的协助下,国防部第五研究所开始临摹工作。东风-1用的是一台RD-101发动机,所以推进剂、蒸汽发生器、涡轮泵基本都是继承R-2的。

另外东风-1和R-2的北约代号都是SS-2,可见两者的技术相似性。随后,1960年,第五研究所开始自主研制东风-2导弹,在消化苏联R-2技术的基础上进行改进,仍使用液氧/酒精推进剂,但射程有所缩小。中国的技术人员和美苏一样,必须解决常温下大量液氧溶解而无法滞留的问题。因此东风-3导弹改变了战略,推进剂改回UDMH/硝酸。

同时,四台YF-1发动机并联(即YF-2)作为动力,地面发动机增加到104吨。后来东风-4(二次结构)和长征一号运载火箭第一级使用了东风-3导弹的动力组(略有改进)。YF 2号发动机有四个燃烧室,每个燃烧室都有自己的涡轮泵。YF 2号由四个并联的YF 1号单燃烧室发动机组成。

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YF-1发动机可以看作是一个基本模型。长征一号运载火箭一、二级使用的几种发动机是基于YF一号的改进或YF一号发动机的推进剂使用偏二甲肼/硝酸,不同于过氧化氢分解驱动涡轮泵。YF 1号采用气体发生器循环,即将部分推进剂引入发生器自燃,产生气体驱动涡轮泵。

东风-3、飞毛腿-B、劳动导弹的发动机结构相似。如果忽略尺寸,YF-1发动机与苏联的飞毛腿-B发动机和朝鲜的诺东弹道导弹发动机非常相似。上面提到的R-11最后改进的设计版本是R-17,也叫飞毛腿B,销往世界各地。

在中苏最初的合作协议中,有转让R-11F的承诺。相关数据显示,韩国“劳动”弹道导弹的大量技术也来自“飞毛腿”导弹。YF 2号发动机的四个燃烧室都装有各自的涡轮泵。由于发动机采用开式泵送循环,气体驱动涡轮后需要将气体排到外面。

虽然苏联的YF-2和RD-107都是四室发动机(作者在《火箭发动机,人类玩火的无限大——苏联R-7系列火箭》中解释过),但RD-107的所有燃烧室中的推进剂流都是由涡轮泵机组提供动力的,所以RD-107发动机的上部结构更简单。当然,在使用涡轮泵时,必须解决推进剂在燃烧室中均匀流动的问题。

据池介绍
在发动机推力室加热方面,YF-1发动机和早期的苏联火箭发动机一样,采用改造加热循环(德国技术),燃料从推力室底部流过燃烧室夹层,对推力室进行加热,同时对燃料进行加压。所以根据网卓新闻网可以看到,在启动燃烧室的外周有两个末端导管,终止于燃烧室的下部,燃料从这里转移,从而起到改造加热的作用。

根据YF 1号涡轮泵开式泵送循环和蓄热式加热循环的型线结构,YF 1号涡轮泵采用了大范围的单轴设计,燃油泵和氧化剂泵分别位于涡轮两侧,中间盘是获取动力的涡轮。

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