研制背景
從某種程度上說，探索太空的能力，取決于航天發動機的推力。中國長征系列運載火箭中發射近地軌道航天器的主力長征二号運載火箭成功發射中國的神舟号載人飛船，但其使用的液體火箭發動機是地面單台推力75噸左右的YF-20火箭發動機，推力已經不能滿足未來航天技術發展的需求。
二十一世紀，國外新一代運載火箭開始投入使用。如美國洛克希德馬丁公司的宇宙神5型運載火箭，一子級采用俄羅斯和美國聯合研制的RD-180火箭發動機（液氧煤油發動機），最大推力高達423噸，降低了1/4發射成本。大推力火箭發動機的使用，極大的提高了運載火箭的性能并減低了使用成本。
這種形勢下，中國研制新一代液體火箭發動機顯得格外迫切。
技術性能
結構原理
YF-100火箭發動機模型
YF-100是一種液氧煤油分級燃燒循環火箭發動機，它采用世界上先進的富氧預燃分級燃燒循環技術，采用自身啟動，混合比和推力可調節，單渦輪泵布置，可以為氧化劑貯箱增壓提供熱氧氣，為伺服機構提供高壓煤油作為動力源。有主渦輪泵兩台，其中氧泵為單級，煤油泵為兩級，均為預燃室富氧燃氣驅動。有預壓泵兩台，其中煤油預壓泵由主煤油泵一級高壓煤油分出一支驅動，驅動後介質進入低壓煤油主流，液氧預壓泵富氧燃氣驅動，驅動後介質亦進入低壓液氧主流（這與蘇/俄RD-170高性能發動機相同）。性能參數
| 項目 | 數值 |
地面推力(KN) | 1199.19 或1223.5 |
真空推力(KN) | 1339.48 |
地面比沖(m/s) | 2942.0 |
真空比沖(m/s) | 3286.2 |
室壓(MPa) | 18 |
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YF-100有雙擺（長征六号芯級，長征七号芯級），單擺（長征五号3.35米助推器模塊），不擺動（長征五号2.25米助推器模塊）三種技術狀态。
技術特點
與常規發動機相比，液氧煤油發動機具備諸多優點：
1、沒有污染，液氧和煤油都是環保燃料，而且易于存貯和運輸；
2、經濟，推進劑比常規發動機的便宜60%；
3、可靠性高；
YF-100還有其他的特點：
4、推力大，研制成功即成為中國推力最大的液體推進劑發動機；
5、采用了世界上最先進的高壓補燃循環系統；
6、性能高，在最高壓力、渦輪功率、推進劑流量等設計參數上，比中國現役主力發動機高出數倍。
7、可重複使用，在台架試驗階段可以進行多次試車，而且試車後仍可用于發射，不必每次測試都報廢一台昂貴的發動機；
應用前景
YF-100主要用于中國新一代運載火箭，包括了長征五号、長征六号和長征七号。
長征五号
3.35/2.25米直徑助推器模塊
YF-100将被用于長征五号的3.35米直徑助推器模塊和2.25米直徑助推器模塊。長征五号的3.35米直徑助推器模塊中包含兩台YF-100發動機，其中一台可擺動；2.25米直徑助推器模塊包含一台YF-100發動機，不擺動。
長征六号
長征六号示意圖
YF-100将被用于長征六号的芯級模塊。長征六号的芯一級模塊由長征五号3.35米直徑助推器模塊改變而來，隻包含單台YF-100發動機，發動機雙擺。
長征七号
長征七号示意圖
YF-100将被用于長征七号的芯級和助推器模塊。長征七号的芯級模塊也由長征五号3.35米直徑助推器模塊改變而來，包含兩台YF-100發動機，發動機雙擺。助推器模塊和長征五号2.25米直徑助推器模塊相同，包含一台YF-100發動機。
研發曆程
研制曆史
中國航天動力部門很早就對新一代運載火箭的發動機進行了預研，二十世紀80年代中國張貴田院士就提出發展高壓補燃液氧煤油發動機的設想，經過其努力863計劃将液氧煤油發動機列入規劃。1988年他率領隊伍開始研究性試驗，到1990年全面開展關鍵技術攻關，1990年從前蘇聯引進了2台RD-120高壓補燃液氧煤油發動機進行原理研究，此後1995年進行全系統發動機試車。以此為基礎中國開始開發國産YF-100高壓補燃液氧煤油發動機，1998年動力部門取得渦輪泵聯試的成功，為開展高壓補燃液氧煤油發動機鋪平了道路。[1]
2000年YF-100大推力液氧煤油發動機通過研制和技術保障條件國家立項。液氧煤油發動機剛開始進行的幾次整機試車都失敗了，外界也出現了質疑聲。
2001年10月轉入初樣研制階段。
2003-2007年間YF-100的研制攻克了補燃循環自身啟動技術難關，實現了發動機單擺總體結構布局的優化，主渦輪泵通過結構改進軸系運轉平穩性和動密封可靠性得到提高，先後實現全系統額定工況不下台連續三次1200s和單次600s長程、變工況、搖擺試車成功的重大突破發動機技術狀态基本趨于穩定。
2005年12月轉入試樣階段。
2012年5月28日，120噸級液氧煤油發動機項目通過國家國防科工局驗收。
試車進程
| 時間 | 研制階段 | 試車時間（s） | 備注 |
1998年 | 863 | 渦輪泵聯試成功 | |
2002年5月16日 | 首次整機試車 | ||
2005年1月5日 | 901首次考台試車 | ||
2005年3月5日 | 幾百秒 | ||
2005年5月13日 | 初樣 | 200 |
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注：截至2008年5月，YF-100累計試車時間達到17700秒；
截至2010年6月，YF-100共試車107次，累計26000餘秒；
截至2011年9月，以3台發動機驗收成功為标志，航天六院共研制120噸級基本型液氧煤油發動機數十台，累計試車超過32000秒；
截至2013年8月，YF-100試車已超過上百次，累計點火工作時間已超過40000秒。
| 試車圖片 | ||
2006年4月17日試車 | 2006年7月3日試車 | 2012年7月29日試車 |
2012年11月27日長征六号一子級動力系統試車 | ||
研發意義
填補空白
120噸級液氧煤油發動機的研制成功是中國航天動力發展過程中的裡程碑。2012年5月28日YF-100的成功驗收驗收，填補了中國高壓補燃循環發動機的技術空白，縮短了中國液體火箭發動機技術水平與國外的差距，奠定了中國未來航天動力系統發展的技術基礎，标志着中國成為繼俄羅斯之後第二個完全掌握液氧煤油高壓補燃循環液體火箭發動機核心技術的國家。[2]
奠定基礎
YF-100的研制成功為中國2014年實現長征五号火箭首飛以及進行後續載人航天和月球探測工程等打下堅實基礎。新一代運載火箭發動機的研制成功，加快了中國航天新舊更叠的步伐，也加快了中國由航天大國邁向航天強國的步伐。它标志着中國新一代大中小型運載火箭一級發動機專項研制任務圓滿結束，開始轉入産品交付及可靠性增長階段工作。随着YF-100成功驗收，中國新一代運載火箭液氧煤油發動機将使無毒環保推進系統在不遠的将來正式進入中國航天發射領域。
周邊産業
在新一代大推力液氧煤油發動機研制中，為了解決高低溫、高壓、強氧化、高轉速、大功率等問題，中國航天推進技術研究院與相關單位一起研制開發了近50種新材料，包括高強度耐氧化的不鏽鋼、高溫合金、納米塗層、鍍層、橡膠等。在新工藝方面，通過技術攻關突破了30多項關鍵工藝，并擁有自主知識産權。同時，這些新技術在民用領域也會有很大的應用前景。
總體評價
從技術上說，YF-100液氧煤油發動機并不突出。YF-100發動機地面推力約120噸地面比沖約300秒，真空推力約136噸比沖約335秒，噴口直徑約1.4米。[1]YF-100火箭發動機的推力在高壓補燃液氧煤油發動機中屬于偏下水平，比蘇聯時代開發的RD-171/180/191都要小得多，比參照的原型RD-120發動機倒是高出50%以上。雖然燃燒室壓力略低，但比沖上YF-100和先進液氧煤油發動機如RD-180/191處于伯仲之間，而且為了兼容3.35米和2.25米直徑箭體的原因，無法改動噴管設計。總體技術上說YF-100的技術起點和水平檔次較高，隻是推力偏小。[1]而且為了兼容3.35米和2.25米直徑箭體的原因，無法改動噴管設計。自立項以來，YF-100早期雖然發生過試車事故，但進度還是很不錯的，2005年完成300秒長程搖擺整機試車，2006年先後完成400秒試車和首次600秒長程搖擺試車。迄今為止，YF-100的總試車時間已經超過了2萬秒。對比實際使用中僅工作160秒，YF-100液氧煤油發動機的可靠性已經得到了充分的檢驗。[1]
一台火箭發動機能将水抽到青藏高原
8台全新研制的120噸液氧煤油發動機長征五号起飛推力達1060噸
大火箭離不開大推力。長征五号運載火箭立起來有20層樓高，起飛質量約878噸，要托舉這麼重的大家夥，需要大推力的發動機。
經過15年不懈攻關，8台全新研制的120噸液氧煤油發動機被裝配在長征五号運載火箭的4個助推器上，4台全新研制的氫氧發動機在一級和二級火箭上各裝配了兩台。
長征五号全箭起飛時總推力達1060噸，主要來自8台液氧煤油發動機。120噸液氧煤油發動機的威力到底有多大？專家打了個形象的比喻，120噸液氧煤油發動機産生的最高壓強達500個大氣壓，相當于把上海黃浦江的水抽到5000米高度的青藏高原。
中國航天科技集團公司六院副院長周利民表示，最初讓研制團隊備受打擊的是，發動機樣機研制出來後試車的結果，連着4次發動機試車，均遭失敗，兩次起動爆炸，兩次燃氣系統燒毀。經過近半年緊張艱苦的攻關，研制團隊終于摸清了發動機試車失敗的根源和發生爆炸的不同機理，通過仿真優化，選定最理想的啟動方案和程序，發動機終于試車成功。[3]
參考資料
[1] 長征五号大推力運載火箭：讓中國火箭重新比肩歐美 · 網易[引用日期2013-05-30]
[2] 我推力最大新一代火箭發動機研制成功僅次俄 · 環球網[引用日期2013-05-30]
[3] 長征五号：一台發動機就能将黃浦江水抽到青藏高原 · 新浪網[引用日期2016-06-01]
