液氧 从梅林到猛禽，为何马斯克认为去火星必须用液氧甲烷发动机？( 三 )
自然而然有人想到，既然废气里含有大量没有完全燃烧的燃料，干脆送进燃烧室烧掉算了，也也算是不浪费，但是，事情哪有这么简单呢？不完全燃烧是会产生大量黑烟的，其实就是产生了大量的碳颗粒。这玩意儿进了燃烧室，你不怕发动机结焦啊，万一把喷注器堵了，你负责是吧，真的没人敢这么干。
你可能会想啊，能不能倒过来呢？让氧化剂过量，燃料少一点，这样不就不会产生那么多黑烟了嘛，也就没有结焦问题了对吧。你想的太简单了。富含氧化剂的高温燃气不就是氧气切割机吗？你打算把涡轮泵叶片全切下来啊？你这是跟涡轮泵有多大的仇啊。
美国人也曾经想搞啊，要是这个路子走通了，发动机就由开始循环变成闭合循环了，燃料和氧化剂是一点都没浪费啊。可惜美国人在这条路上走的那叫一个惨，最后还是放弃了。后来干脆就放弃了液氧煤油发动机这条路。
这条路苏联人走成了，这条路就是所谓的高压补燃发动机，或者叫分级燃烧发动机。他们硬是研发出了抗高温耐氧化的金属零件，而且他们的煤油不太容易结焦。这事儿跟燃料品质也是有关系的，煤油不是个单纯的物质，里面成分复杂的很呢。
文章插图
图：RD180发动机试车，这是一台双喷口的发动机
所以，美国人的宇宙神5型火箭用的就是俄国人的RD180，这个发动机就是典型的高压补燃发动机。美国人看到俄国人的发动机，赞叹不已啊，这东西真是个价钱便宜量又足的好东西。但是俄国人有个缺陷，那就是燃烧室的室压上不去，所以，他们采用多喷口的方式，RD180是个典型的一拖二，一个涡轮泵给两个燃烧室供燃料。
美国人在没有走通富氧分级燃烧的路子，但是富燃分级燃烧他们搞定了。那就是航天飞机的主发动机，这个发动机的水平极高，推重比高，比冲也高，效率惊人。燃料是氢气，完全没有结焦的问题。美国人绕过了麻烦的问题。
文章插图
图：航天飞机主发动机试车
这个发动机做了两个预燃室，分别驱动两个涡轮泵，一个管供应氢气，一个供应氧气。因为氢气的特性和氧气差的太远，所以，涡轮泵的转速差好多，还是分开比较合适。
但是，这个发动机也有麻烦事。用富含氢气的燃气去驱动涡轮泵，如果这个燃料泵是输送氧气的，那么高温高压的氢气和氧气之间的距离非常近，有一点泄漏都会造成灾难。涡轮的轴不可能一点缝隙都没有对吧。美国人只能硬是用高压的氦气来想办法把氢气给堵回去，所以，还是需要携带额外的氦气，氦气是惰性气体，不燃烧。但是这不是麻烦嘛。而且造成输送氧气的涡轮泵极其复杂，真是佩服这帮工程师啊，居然给弄出来了。
文章插图
图：全流量分级燃烧
那么有没有其他办法呢？还是有的，那就是所谓的全流量分级燃烧。用富含燃料的涡轮泵去输送燃料，漏一点出来也只会碰上燃料，不会炸。用富含氧气的涡轮泵去输送氧气，稍微漏掉点也没关系，道理都是一样的。
马斯克最新研发的猛禽发动机，就是少有的全流量分级燃烧发动机。富燃废气和富氧废气最后统统送进燃烧室，一点都不浪费。所以，这个发动机的比冲达到了海平面334，真空比冲361，比煤油高一点，比氢氧机低一点，总推力310吨。比航天飞机的发动机大了一点。
图：猛禽试车
【 液氧|从梅林到猛禽，为何马斯克认为去火星必须用液氧甲烷发动机？】但是，富燃燃烧的废气难道不会冒黑烟吗？灌进主燃烧室，难道不会产生结焦吗？这个问题，我下次再说。关注我，后续更精彩。
推荐阅读
- 中国经济网 航天工程董事长唐国宏辞职 姜从斌接棒
- 开心麻花 沈腾：从“主演”沦为“客串”，醉心综艺的他
- 最新消息 象群走出昆明密林在田间踩踏：现场可见有9头 正从山坳里引出
- 日不落酒店 沈腾：从“主演”沦为“客串”，醉心综艺的他，总算是有觉悟了
- 办公室 得知礼物不慎送错人时，杨紫下意识反应太好笑，原来还有这种操作
- 经济参考报 跨境电商应从“挣快钱”转向精品战略
- 中国卫星 凌晨传来好消息！
- 为啥从电影院出来感觉那么累
- 太阳系 地球拥有“130亿亿”吨水，这么多的水，到底是从哪里来的呢？
- 火箭少女 从火箭少女看R1SE，毕业后成员资源大不同，“亲儿子”也难再逆袭