为什么俄国火箭发动机这么厉害？

俄罗斯在液氧煤油火箭发动机方面的确厉害，在技术上仍然保持第一，但是在其他燃料的火箭发动机技术上也不咋地。

当年美苏争霸，美国率先研究出海平面推力达到680吨的F1火箭发动机，支撑美国完成了阿波罗登月计划。这样让苏联觉的很羞耻，由此狂砸50亿美元研发推力更大的火箭发动机。

经过技术攻关，利用废气补燃技术与富氧燃烧技术，大大的提高了发动机的比冲，从而研发出推力达到800吨的RD170火箭发动机。

但是在这个时候，美国却放弃了在液氧煤油发动机技术上的研发，转而研发其他燃料的火箭发动机。

那么美国为什么放弃在液氧煤油发动机上的研发？

原因是美国无法解决煤油结焦的问题。

火箭推力增加，燃烧室内的压力肯定会增加、当密度大的煤油达到一定压力与温度的时候就会管道壁上结焦，结焦会阻塞以及损害发动机喷管，这对火箭带来极高的发射风险，随时都可能发生爆炸。

美国防止煤油结焦的方法是降低燃烧室压与加快管道煤油流速，但是采用这种方式来防止煤油结焦以及结焦对发动完成阻塞或者损坏，会降低发动机的比冲，在同等航程下需要更多的燃料。

由于美国无法解决煤油结焦的问题，让美国提高液氧煤油火箭发动机的推力，所以放弃了煤油发动机，转身研发比冲更大氢氧发动机以及其他类型的燃料发动机。

那么苏联解决了煤油结焦问题了吗？

答案是：同样没有，苏联只不过是使用了含硫量更低的煤油而已。

煤油结焦是由于煤油中含硫量太高，煤油中含硫量越高就越容易结焦。而煤油中的含硫量是由石油含硫量决定的，苏联国内的石油含硫量低，生产的煤油中含硫也低。

也因此，苏联继续在液氧煤油发动机上发力的时候，而美国转身去研究其他燃料的发动机，最后让苏联在液氧煤油发动机方面的技术成为世界第一。

美国购买俄罗斯的液氧煤油发动机有两个原因：

第一、美国的氢氧发动机技术虽然第一，但是目前还没有研发出大推力的氢氧发动机，而一些火箭发射任务需要大推力的发动机，由此美国不得不用液氧煤油发动机。

第二、俄罗斯的液氧煤油发动机工作状态稳定、耗油量小，并且价格便宜。

美国同样能制造大推力的液氧煤油发动机，但是美国液氧煤油发动机由于技术不如俄罗斯，所以相对耗油，而且制造成本也高。

俄罗斯的液氧煤油发动机出口价格是1000万美元，而美国自己生产的同等级液氧煤油发动机需要2500万——4000万美元。

出于经济考虑，所以美国干脆进口更便宜的俄罗斯液氧煤油发动机。

由于俄罗斯的石油含硫量低，所以美国即使在制裁俄罗斯的时候，依然进口俄罗斯的时候。

为什么俄国火箭发动机这么厉害？

RD-170系列火箭发动机，是目前液氧煤油火箭发动机的最高水准。当年前苏联在登月的N-1火箭接连失败，输掉太空竞赛后，痛定思痛，投入巨资研发RD-170系列火箭发动机，这个发动机完全可以用神器来形容。RD-170火箭发动机，一台发动机2个预燃室4个喷管

而美国在搞完阿波罗登月的土星5号火箭的F1液氧煤油火箭发动机之后，认为液氧煤油火箭发动机已经没有什么潜力，转攻攻液氢液氧火箭和固体燃料火箭，万万没想到苏联人居然可以在在液氧煤油火箭领域可以玩出新花样，做到如此之强的地步。RD-170火箭发动机与F1火箭发动机对比。

实际上美国人在氢氧火箭发动机和固体燃料火箭发动机领域是远领先于俄罗斯的。但是固体燃料火箭发动机比冲较低，不利于做大型火箭发动机。而液氢比重小，占用结构体积太多，而且火箭的泵机速率氢泵要比氧泵快8倍，难以协调。而更重要的是缺点是，不管是固体燃料还是液氢的价格都很贵，液氢价格是煤油的将近20倍，而且因为液氢是非常危险的易爆品，发动机整体可靠性要求高。所以尽管美国有氢氧火箭发动机最牛逼的神器SSME，但是价格昂贵，不算燃料，每台发动机造价高达5500万美元。美国人搞SSME这种是给可回收的航天飞机用的，要是像德尔塔火箭这种打法，NASA会破产的。

而毛子的RD-170之所以能取得如此突破，其一是增加燃烧室压力。美国认为液氧煤油燃料燃烧室压力过大的，容易出现烧结现象，进而导致事故，所以把燃烧室压力限制在7MPa。但是毛子经过研究发现，如果在煤油提炼技术上下功夫，降低煤油的含硫量，可以大大减少烧结现象发生，所以RD-170燃烧室压力可以达到F1的4倍多。

而最大创新就是应用的高压补燃技术，即使增加燃烧室压力，所能参加燃烧的液氧煤油依旧有限。而毛子相出高压补燃技术，即在燃烧室内加注过量的氧气，产出的燃气中依然含有大量的氧气，然后再喷管中层层加注补充燃料继续燃烧，从而增大推力。不要小看这一技术，这需要对于火焰控制以及燃料加注有非常高的造诣才能实现，苏联是进行艰苦卓越的研究才攻克。RD-170火箭发动机最初是给暴风雪号航天飞机的能源号火箭用的

正是依靠这技术，RD-170的比冲值可以比美国自认为极限的F1火箭依旧高出11%，从而性价比非常突出。所以，在苏联解体后，美国才会对这个火箭如此感兴趣，出资赞助了适合美国型号的改型RD-180(单预燃室双喷管)，还同意该发动机生产线放在俄罗斯，美国只买成品这样“不平等协议”，只为获得这一神器，将其应用在ATLAS火箭上，降低发射成本。ATLAS-5

至于前段时间很火的马克斯SpeaceX的重型猎鹰火箭的梅林-1D液氧煤油火箭发动机，马克斯自己也承认是个弱点，其用27台梅林-1D小发动机(比冲282，77吨的推力)帮一起凑的大推力完全是个作死行为啊，帮越多，可靠性越渣，当年毛子的N-1火箭就是死在这种情况下的啊。重型猎鹰火箭结构图

为什么俄国火箭发动机这么厉害？

就目前说来，火箭发动机技术水平最高的可能是俄罗斯而不是美国，俄罗斯的rd170发动机每台的地面推力就达740吨，是目前世界上推力最大的液体火箭发动机。一台发动机就几乎相当于中国长征系列采用的火箭发动机如YF-20B的十台以上，而且比冲更高rd170可以重复使用。

苏联在80年代中期左右终于攻克了花重金的富氧燃烧和废气补燃技术，特别是惰性合金的研制，成果就是有史以来正式装备火箭的最大推力发动机——RD-170/171，RD-170/171可以称之为划时代的超级发动机，其不仅达到了7500KN的真空推力（超过土星5号的F-1），而且利用了富氧燃烧和废气补燃技术，大大提高了比冲，换句话来说，RD-170/171看似不比F-1推力大多少，但是效率高的多，同样的燃料可以飞的远的多。（F-1的真空比冲为264.72s，RD-170/171达到惊人的338s）

当然了，RD-170/171并不是没有缺点的，其一个发动机采用了四个独立的燃烧室，不仅提高了重量，而且提高了结构的复杂程度。不过瑕不掩瑜，RD-170/171的确是火箭发动机的，凭借着极高的性能藐视一切所在。

由于美国一直没有攻克煤油火箭发动机的补燃技术和富氧燃烧技术，而此后专攻固推，所以煤油火箭发动机基本落下了，而苏联的解体提供了一个契机，使美国能够一窥神秘的RD-170/171背后的秘密，了解苏联是怎么攻克相关技术的。

因此NASA以及洛马和通用动力共同找到了解体后成立的俄罗斯动力机械科研生产联合体，要求购买RD-170和衍生型号RD-180的技术专利，俄罗斯当时设计局连工资都发不出，咬到这条大鱼自然是满口答应。

因此，美国的宇宙神火箭采用了许可在美国国内生产版本的RD-180发动机。

当然了，永远不要低估美国人的野心，美国的确是对富氧燃烧和补燃技术很感兴趣，但更想完全掌握相关技术，继而在火箭技术的所有领域获得绝对的霸主地位。所以在90年代末期，美国开展了一个雄心勃勃的计划——研究下一代的超级火箭发动机，备选方案主要有富氧补燃的煤油发动机RS-84和比SSME性能更优良，推力达到5000KN级别的超级液氢发动机RS-83。

其中RS-84除沿用富氧燃烧技术和补燃技术外，还采用了结构更简单的单燃烧室设计，可谓是相比于RD-170/180更加的青出于蓝而胜于蓝了。

RS-83/84另外一个变态之处是要求可回收，大家知道，一般只有固体火箭发动机是可回收的（比如航天飞机的SRB），而液体火箭发动机一般是直接抛掉，成本非常高，美国雄心勃勃的SLI计划试图将液态火箭也一并回收，并且在90年代中期首次回收了一枚德尔塔1型火箭，开创了液体火箭回收的先例。然而测试是一回事，回收稳定性又是另一回事。随着美国伊战的爆发和经济形势的吃紧，美国最终不得不放弃了堪称史上最强的RS-83/84计划，但是两者其实都已经造出样机，转入技术储备，并非没有成果，所以取消还是比较可惜的。

俄罗斯在RD-170的基础上发展出了RD-190，其中掺入了部分液氢，使得液氢、煤油和液氧稳定复合燃烧，进一步提升了RD-170的性能，在RS-84取消后，RD-190/191是当之无愧的最强煤油发动机。

为什么俄国火箭发动机这么厉害？

如果你本国的领土内能够挖出特别优质、特别是热值大、杂质少、含硫量极低且不易结焦的优质煤油的话，那么你研发的液氧煤油火箭发动机推力也可以设计的更大一些，而且不会担心火箭发动机在正常运转过程中，因为煤油结焦的问题导致火箭发射失败，而这种优势纵观全球范围内可就苏联一家独有，这也是为什么超大推力的液体火箭发动机全部产自苏联的原因所在。

上世纪50年代随着航天技术的发展，美苏双方也正式进入了太空争霸时期，这一时期内，苏联率先发射人造卫星、并第一个将人类送入太空，美国在在赶超过来后迅速得益于冯布劳恩的主导下，美国率先进行了载人登月工程，而此时苏联还没有合适的大推力液体火箭发动机同样用来支持苏联也实现载人登月，所以苏联当时利用数量多达30台发动机的N-1超重型运载火箭来实现载人登月任务，结果N-1火箭并联的30台发动机的协调控制能力不高，N-1火箭发射两次全部失败，苏联在航天争霸中彻底的处于劣势状态。

至此“知耻而后勇”的苏联开始瞄准自身的短板开始疯狂补课，因为在载人登月中，苏联因没有合适的大推力火箭发动机而败给了美国，所以苏联就要研制出比美国更先进的大推力火箭发动机，才能在美苏太空争霸中处于优势状态，并且还能借助这一优势彻底超越美国，成为强国中的"超级霸主“。

对于苏联和当时的火箭发动机技术而言，已经使用多年的四氧化二氮+片二甲阱虽然成熟可靠，但是其比冲太低根本不适合作为超大推力的火箭发动机燃料使用；液氢液氧虽然比冲很高，是前者的近二倍，但是以当时的技术来讲，航天科研人员还无法解决氢氧混合燃烧时的”易爆炸“特性，当然半个世纪后的今天，人类在氢氧液体火箭发动机领域依然存在很大的技术不足。而且氢氧的提纯成本非常高，如果大批量用在未来的星际争霸中的话也不利于航天成本控制，毕竟当时的技术下液氢和液氧的提纯不仅成本高，而且提取速度也比较慢。

所以在美国率先研制出用于载人登月的土星五号超重型运载火箭后，土星五号使用的F-1液氧煤油火箭发动机高达680吨的海平面推力不仅深深震撼了苏联的高层，更是给了苏联巨大的耻辱，毕竟苏联在液氧煤油火箭发动机领域同样深耕多年，但是苏联当时能够量产的液氧煤油火箭发动机最大推力不到200吨，所以苏联高层开始了液氧煤油火箭发动机的”突击工作“。同时期美国的F-1液氧煤油火箭发动机虽然海平面推力高达680吨，但是其自身依然存在很多不足，比如其采用了结构最简单的燃气发生器循环方式，使得土星五号的运载力并不高（简单来说就是循环模式太保守，相同路程油耗太大）。而且随着火箭发动机推力和燃烧室内压力的提升后，单位时间内消耗的燃料量也在不断提升，最终造成密度较大的煤油很容易在燃烧室内壁产生结焦问题，继损坏发动机喷管、甚至爆炸造成火箭发射失败。

所以美国虽然研制了推力达到680吨的F-1火箭发动机，并且支撑其完成了多次阿波罗登月计划，但是对于美国而言，F-1火箭发动机虽然推力很大，但是美国自己也没有解决煤油结焦的问题，好在其采用的燃气发生器循环方式下比冲较低、燃烧室内压力也较低，而且借助单位时间内燃料消耗量更大的优势，可以利用燃料管道内更快的流速解决煤油极易结焦的问题。

那么对于苏联而言，要想研制出比美国推力更大的火箭发动机，只能走液氧煤油这一条路，而要想研制出推力比美国更大的液氧煤油火箭发动机，就得攻克煤油容易结焦和采用循环效率更高的循环模式，煤油容易结焦的问题最根本的原因在于煤油内的含硫量过高，煤油提取自粘稠的石油，含硫量的高低根本没办法通过后期的提纯技术来解决，所以这也是F-1火箭发动机推力虽然很大，但是美国在结束阿波罗登月计划后就全面抛弃液氧煤油技术，转而比冲更高的氢氧火箭发动机原因所在。

但是对于苏联而言，其境内里海边的油田原本就是苏联重要的产油地区，而且西亚地区的碱性地质条件使得这个地区生产的原油具有热值高、杂质少的优点，最重要的特点是含硫量极低，比如全球大部分地区的石油原油中的含硫量基本在50PPM左右，而里海周围生产的原油的含硫量只有20PPM左右，更低的含硫量对于苏联而言，就已经从根本上解决了随着火箭推力提升后燃烧室内壁容易结焦的问题。

另外一个则是如何提升火箭发动机的比冲和燃烧效率的问题，美国F-1火箭发动机虽然推力很大而且使用的燃气发生器循环模式具有结构简单的优势，但是其燃烧效率低也是很大的缺点，而且燃气发生器的循环模式使得其比冲并不高。所以苏联采用了燃烧效率和比冲优势更大的分级燃烧循环模式，当然为了避免发动机内部燃烧室压过高爆炸的问题和提升其比冲的优势，最终呈现在我们面前的就是海平面推力高达812吨的RD171MV液氧煤油火箭发动机，后面这款发动机一分为二就是现在出口给美国、装备在战神5火箭上推力达到460吨的RD180火箭发动机，而RD180再一分为二就是海平面推力近200吨的RD-191火箭发动机了。

总结来说的话，苏联的火箭发动机推力为什么那么大？为什么很多大推力液体火箭发动机都出自苏联，就是因为苏联”独产“含硫量极低的优质煤油”‘。

为什么俄国火箭发动机这么厉害？

俄罗斯航天工业仍处于复苏和发展阶段，但发动机一枝独秀，深刻影响着世界航天发射领域。

至今，俄罗斯始终占据重型火箭发动机领域第一宝座，其研制的RD-170发动机推力达790吨，之后才是美国大名鼎鼎“土星五号”火箭的F-1发动机。

RD-170分级燃烧高压补燃发动机承接自前苏联的天顶号和能源号火箭项目，在同类发动机中参数和性能指标最高，具有在各使用阶段可靠性高、维修和检测方便的特点。RD-170衍生出RD-171、RD-180、RD-191等若干构型，成为俄罗斯运载火箭后续崛起与发展的重要筹码。

RD-180大推力液氧煤油火箭发动机是当今世界上最优秀的液体火箭发动机之一，地面推力约390吨，地面比冲311秒，无论是对比推力、比冲还是成熟度、可靠性都是液氧煤油发动机中数一数二的杰作。

RD-180发动机在过去20年中借助美国“改进型一次性运载火箭”（EELV）项目和“宇宙神”5火箭大放异彩。EELV旨在确保美军进入太空、增加可靠性和降低成本，洛马公司引进RD-180研发的“宇宙神”5火箭承担了大量EELV发射任务，实现100%的发射成功率，让RD-180发动机更加炙手可热。

当前，俄罗斯和美国掌握着世界上的最为成熟的液体和固体大推力火箭发动机，很多在研的大推力火箭发动机技术仍然沿用上世纪的技术遗产，主要研发目的侧重于节省成本，新的颠覆性火箭发动机技术尚未出现实用案例。

航天新时代已揭开帷幕，各国积极推进新型发动机研制和试验，开发新型大推力运载火箭。美国SpaceX公司测试“猛禽”发动机，计划2023年实现将人送入月球轨道；日本下一代主力火箭H-3的主发动机LE-9完成燃烧实验，火箭将在2020年进行首次发射；印度和韩国也在近两年完成测试火箭发动机，为本国即将开展的发射试验奠定坚实基础。

经历多年研发和试验积累，各航天国家新一代发动机和运载火箭研制逐渐走向成熟，并将在未来几年踊跃登场。这其中，俄罗斯的RD-171MV发动机参数最强，将继续维持俄在火箭发动机制造领域的领先地位。

为什么俄国火箭发动机这么厉害？

说俄罗斯火箭发动机厉害只是针对液氧煤油发动机，前提还是美国自己放弃了发展液氧煤油发动机，而欧洲日本也不用煤油发动机。在氢氧发动机、固体发动机以及下一代的甲烷发动机都是美国遥遥领先。

最常拿来对比的煤油发动机就是美国土星五号的f1和苏联能源号的rd170，f1海平面推力680吨，rd170海平面推力760吨，而且比冲更高，但别忘了rd170有4个燃烧室(发动机喷管)，而f1只有1个燃烧室，巨大如土星五号，十米直径的箭体也装不下5台rd170；f1是1968年首飞，rd170是1987年首飞，两者相差20年还能拿出来比一下，本身就很有意思。它们的履历就更不用说了，土星五号13次发射65台f1全部成功，让美国打赢了登月竞赛，可谓功成身退。而苏联能源号仅2次发射1次成功，成功保送苏联解体: )后来改成天顶号，68次发射(由于推力大，每次只需要使用1台)就有10次失败。

最绝望的还在于f1早已被美国丢进了博物馆，而俄罗斯未来几十年的PPT火箭，如“叶尼塞“、“顿河“，依然要仰仗rd170。但俄罗斯现在没有财力和能力恢复生产rd170，那么可能的接盘侠在哪呢。。。有兴趣的可以关注下昨天(7月14日)俄媒报道的航天新闻: )

美国后来购买俄罗斯的rd180以及私营企业重新捡起煤油发动机主要还是出于成本和防止俄罗斯发动机技术扩散的考虑。

“90年代末，美国政府请求公司(洛克希德)为阿特拉斯火箭购买RD-180发动机，以便俄技术不进入cx和yl。”——俄官方通讯社《今日俄罗斯》2020年4月19日原文。(文章虽然没说，但提防的对象肯定还包含中国，自从90年代初的rd120之后中俄就再也没有火箭发动机交易。)

在美国正式宣布重返月球的“阿尔忒弥斯计划“后，俄罗斯那反目成仇的小表弟也坐不住了，同样是《今日俄罗斯》的消息:乌克兰航天署署长弗拉基米尔·乌索夫表示乌克兰可以把俄罗斯“赶出”美国航天项目，“我们可以生产它们，因为在苏联时期，此类发动机是我们的设计局制造的。”

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土星五号之后美国直接进入了航天飞机时代，使用氢氧和固体发动机的组合。氢氧发动机是世界火箭发动机技术发展的趋势之一，掌握氢氧发动机技术是一个国家成为航天强国的标志，俄欧日的氢氧发动机的海平面推力在100~150吨之间，中国50吨，这些年长征五号就是卡在氢氧机上。美国现役德尔塔4使用的RS68A氢氧发动机推力320吨，航天飞机所使用的rs25虽然推力为240吨，但它是难度更高的可重复使用发动机，明年又将披挂上阵作为下一代超重型火箭SLS火箭的芯级发动机进行发射。

美国的固体火箭发动机推力1380吨，最新的五段固推更是达到了1600吨，冠绝全球。

下一代的甲烷发动机也是美国绝对领先，BE4和猛禽两型300吨级甲烷发动机已经量产，装备BE4的火神及新格伦计划明年首飞。

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最后，俄罗斯现役的各型火箭并不使用它最拿手的煤油发动机，而是老式的偏二甲肼燃料，其中推力最大的rd275推力仅160吨，其心心念念的下一代主力火箭安加拉a5使用的rd191煤油发动机推力也只有190多吨，真是一文钱难倒英雄汉。