中国航天2022之YF-77，将“问天”、“梦天”直送入轨的关键动力！

2022年，在中国空间站建造阶段，中国载人航天工程总计安排了6次发射任务，包括2次“天舟”货运飞船、2次“神舟”载人飞船和“问天”、“梦天”2次空间站舱段发射任务，其中2次空间站舱段发射任务由“长征五号B”火箭执行，后者承担了完成空间站“T”字构型建造的关键角色。

“长征五号B”采用一级半构型，芯一级周身捆绑4枚助推器，其中芯一级直径5米，配备2台YF-77液氢液氧发动机，单台海平面推力510千牛（约52吨），海平面比冲312秒，真空推力700千牛（约71吨），真空比冲430秒；每枚助推器直径3.35米，各配备2台YF-100液氧煤油发动机，单台海平面推力1188千牛（121吨），海平面比冲300秒。该箭全长约53.7米，起飞质量约849吨，近地轨道（LEO）运力达到25吨。

“长五B”是世界现役唯一一型一级半直接入轨的运载火箭，虽然四个助推器配备的8台YF-100为火箭起飞提供了主要推力，但是芯一级2台YF-77确是火箭高效入轨的关键动力。以“梦天”发射为例，按照飞行时序，四枚助推器的关机时间约为175秒（分离时间约为177.7秒），之后的工作就交给配备高效氢氧动力YF-77的芯一级，后者的关机时间约487秒（舱箭分离约492秒），直接将“梦天”实验舱送入近地点（Hp）170余千米、远地点（Ha）330余千米的近地轨道。

YF-77是一型液氢液氧燃气发生器循环火箭发动机，是中国自主研制的首台大推力氢氧发动机，也是我国现役最先进的一型氢氧发动机。“长五”一子级采用2台YF-77氢氧发动机并联，发动机可分别双向摆动4°，采用地面启动，具有混合比和流量调节功能。

虽然在海平面环境下YF-77的单台推力仅有52吨，不及YF-100的1/2，但是YF-77作为氢氧发动机的优势在于较高的燃烧效率，特别在真空环境下，YF-77的比冲达到430秒，这远非YF-100可以比拟的。在火箭穿过冯卡门线进入真空失重环境以后，火箭对于推力的需求在急剧降低，而对于比冲的需求在急剧增加，因为更高的比冲意味着发动机能够燃烧更长的时间，为载荷提供更大的速度增量，并最终提供更强大的运力。

所以，在“问天”、“梦天”实验舱发射任务中，YF-100是“短跑王”，提供了冲破地球引力的主要动力，YF-77则为“长跑冠军”，是将大型空间站舱段直送入轨的关键动力！

作者：大白高国