最近在做YF-77的模型，捞了一些论文。也趁着手边有资料，谈谈中国的氢氧发动机40多年的发展，顺便跟着论文一起展望一下接下来氢氧发动机的发展。
下面的文字会以时间顺序来写，简要地梳理一下中国目前所发展的5型氢氧发动机的发展，尤其是YF-77大推力氢氧发动机。
性子急或者想吃肥肉的同志可以先把这贴晾在这，文末会附上参考资料。因为这篇短文也只是简单地梳理与胡诌，必定无法与原文作比，所以也更推荐大家去研究论文里的东西。

催更

要想进入高轨，奔向更远的深空，火箭的运载能力是最重要的一环。液氢液氧的推进剂组合的高性能，使它们成为了火箭上面级最佳的选择。从探测器进入轨道开始，液氢液氧推进剂组合的高比冲就备受瞩目，美、苏（俄）、欧、中、日、印等主要国家和国际航天组织开始研制氢氧发动机并不断迭代，基本上都形成了一套自己的体系。以SSME为代表的的大推力分级燃烧循环氢氧发动机和RL-10系列上面级膨胀循环氢氧发动机，是非常经典且高效的氢氧发动机。
从长征三号首次使用的YF-73上面级氢氧发动机开始，中国的氢氧发动机走过了40多个春秋，来到了第三个时代。四十年间，从4.4吨到70吨，我国的氢氧发动机的技术水平不断提升，正在从“解决有无”逐步进入“好用、高效”的阶段。本文将结合笔者目前查询到的公开论文资料，综合新闻报道、视频与图片来简要地介绍三代氢氧发动机的信息，展望下一代高性能、高可靠氢氧发动机的研制。

一：第一、二代氢氧发动机YF-73&YF-75
上世纪70年代中期，为了向同步轨道运送卫星，中国迫切需要一款全新的具有高轨运载能力的火箭。二级的长征二号几乎打不了高轨，需要一个新的第三级。经过了氢氧和毒发三级的大讨论，氢氧动力最终胜出。于是，加装了2.25m氢氧子三级的改进型长征二号，也就是长征三号应运而生，同时也带来了全新的YF-73氢氧发动机。YF-73是我国第一款氢氧火箭发动机，循环方式为燃气发生器循环，由一台涡轮泵给四台燃烧室供应液氢液氧推进剂[1]。YF-73的真空推力为4.5吨，比冲420s。这样的数据对比同时代的其他上面级氢氧机可以说是落后的，YF-73的出现是我国氢氧发动机研制的初次尝试，解决的是我国氢氧发动机的有无问题，而它出现的时间，正是我国的卫星由近地轨道向同步轨道以及更远深空攀登的开始。YF-73仅作为长征三号基本型的子三级发动机出现过，而长征三号则在新旧世纪之交退出了现役，它也失去了继续服役的价值。
附图：YF-73液氢液氧发动机[2]
YF-73公开的资料较少，能通过关键词直接搜寻到的论文也只有一两篇

值得一提的是，YF-73的氢氧涡轮泵是合并的，氢泵通过减速齿轮与氧泵相连并传动，这和RL-10系列的比较相似，但是往后的氢氧机基本上都是独立的双泵，少数像RD-0120这样的是和YF-100这样的煤油机的同轴设置。

加油💪

接着，长征三号升级为长征三号甲系列火箭。长征三号甲系列火箭的子三级换装了直径更大并且共底的储箱，这样的储箱结构更为轻盈，也能在有限的空间内存储更多的推进剂。同时，全新的3m直径子三级也配备了全新的发动机——YF-75。YF-75的研制开始于1986年。90年代中期，YF-75研制成功。全新的独立双泵系统、全新的燃烧室和大喷管、混合比的阶跃式调节、几乎翻倍的推力和提升了不少的比冲[1]，使得YF-75在很长一段时间里成为了中国进入高轨的最佳动力。和YF-73一样，YF-75仍然采用了燃气发生器循环的燃料循环方式，但是其比冲提升了18s，同时解决了较大燃烧室燃烧不稳定的问题，采取了一（组）泵带一室的燃料供给方式，这大大减少了发动机的体积。对于延伸喷管过热问题，YF-75采用了简单直接的所谓“排放冷却”的降温方式，即从泵后液氢中引出一小部分，流过延伸喷管的夹层，吸热气化后直接从喷管尾部排出。这样的冷却方式，也在后来的发动机上应用了。在使用上，两台YF-75并联，合计提供了超过15吨的真空推力，为北斗组网、探测器走向深空提供了坚强的保障。
（懒得找图了，YF-75的图比视频少，同志们可以找些长三乙的视频，里面出现YF-75的概率还是蛮高的）

我国目前预研/现役/在研氢氧发动机性能一览
数据来源：[13]

二：新世纪的主力——YF-77&YF-75D
即使有了YF-75发动机，但是对比早期的RL-10、RD-56以及LE-5，我国的氢氧发动机性能仍然是落后的。除此之外，我国长期以来依赖偏二甲肼-四氧化二氮的有毒的燃料组合的现状，也必须得到改变。
同时期的航天大国，氢氧发动机正在从小推力的上面级发动机，走向大推力的起飞级发动机。一段时间以来，美国的J-2、SSME(RS-25)、RS-68，苏联的RD-0120、欧洲的Vulcain大推力氢氧发动机相继问世。但是我们仍然没有开始研制大推力氢氧发动机，甚至没有这样的计划。
世纪之交，中国的航天人认为有必要研发更强大、性能更为优化的氢氧发动机、连同新型的煤油机一起，给中国航天的动力心脏来个大换血。于是，伴随着长征五号和长征七号等新一代运载中/大型运载火箭的研制，新一代氢氧发动机的研发拉开了帷幕。

提前总结一下：可以用，想提升需要更多的投入，但是不是很好用
泵的效率低一点（和顶尖水平比）。
自重大一点（两台YF-77可以看作一台火神1）。
长时间工作可靠性低一点（小故障不少）。
推力（推重比）小一点。
总产量低一点（发射总量还是有限）。
配套设施落后一点（生产存储运输）。
箭体结构重一点。
复杂任务执行能力弱一点（多次点火次数、保温时间，入轨精度）。
指标虽然落后，但是落后不多，有比没有强。

期待Da-76的介绍，以前没听说过

上面的图换一张

首先是新的先进上面级氢氧发动机。2003年，我国的膨胀循环技术取得了很大的进展，同时期，YF-75D正式立项研制。YF-75D采用了闭式膨胀循环的燃料循环方式，结构简单、性能高、固有可靠性高。这样，全新的YF-75D，比冲相较于YF-75，提升了4s，达到442s，同时，推力提升了一吨，来到了8.8t[9]。
闭式膨胀循环相比于燃气发生器循环，燃料几乎完全利用，同时通过火炬点火的方式，取消火药启动器，实现多次点火和推力的平稳爬升。
由于研制成本的限制，YF-75D继承了YF-75的部件和研制经验。传承自YF-75的膨胀比80的延伸喷管[9]，在5m直径的长征五号上，显得很突兀，也限制了YF-75D的性能。
即使由于种种原因，YF-75D的性能没能达到它应有的水平，但是YF-75D的成功研制，仍然具有十分重要的意义。这样一种全新的循环方式的应用，开辟了向下一代高性能上面级氢氧发动机前进的道路。

当年研制长征三号甲系列，三级采用直径3米，现在听说研制3.35米直径的三级，用来取代现有3米直径的。当初直接上3.35米的就完美了

Gkd