2022年，在中國空間站建造階段，中國載人航天工程總計(jì)安排了6次發(fā)射任務(wù)，包括2次“天舟”貨運(yùn)飛船、2次“神舟”載人飛船和“問天”、“夢天”2次空間站艙段發(fā)射任務(wù)，其中2次空間站艙段發(fā)射任務(wù)由“長征五號B”火箭執(zhí)行，后者承擔(dān)了完成空間站“T”字構(gòu)型建造的關(guān)鍵角色。

“長征五號B”采用一級半構(gòu)型，芯一級周身捆綁4枚助推器，其中芯一級直徑5米，配備2臺YF-77液氫液氧發(fā)動機(jī)，單臺海平面推力510千牛（約52噸），海平面比沖312秒，真空推力700千牛（約71噸），真空比沖430秒；每枚助推器直徑3.35米，各配備2臺YF-100液氧煤油發(fā)動機(jī)，單臺海平面推力1188千牛（121噸），海平面比沖300秒。該箭全長約53.7米，起飛質(zhì)量約849噸，近地軌道（LEO）運(yùn)力達(dá)到25噸。

“長五B”是世界現(xiàn)役唯一一型一級半直接入軌的運(yùn)載火箭，雖然四個(gè)助推器配備的8臺YF-100為火箭起飛提供了主要推力，但是芯一級2臺YF-77確是火箭高效入軌的關(guān)鍵動力。以“夢天”發(fā)射為例，按照飛行時(shí)序，四枚助推器的關(guān)機(jī)時(shí)間約為175秒（分離時(shí)間約為177.7秒），之后的工作就交給配備高效氫氧動力YF-77的芯一級，后者的關(guān)機(jī)時(shí)間約487秒（艙箭分離約492秒），直接將“夢天”實(shí)驗(yàn)艙送入近地點(diǎn)（Hp）170余千米、遠(yuǎn)地點(diǎn)（Ha）330余千米的近地軌道。

YF-77是一型液氫液氧燃?xì)獍l(fā)生器循環(huán)火箭發(fā)動機(jī)，是中國自主研制的首臺大推力氫氧發(fā)動機(jī)，也是我國現(xiàn)役最先進(jìn)的一型氫氧發(fā)動機(jī)?！伴L五”一子級采用2臺YF-77氫氧發(fā)動機(jī)并聯(lián)，發(fā)動機(jī)可分別雙向擺動4°，采用地面啟動，具有混合比和流量調(diào)節(jié)功能。

雖然在海平面環(huán)境下YF-77的單臺推力僅有52噸，不及YF-100的1/2，但是YF-77作為氫氧發(fā)動機(jī)的優(yōu)勢在于較高的燃燒效率，特別在真空環(huán)境下，YF-77的比沖達(dá)到430秒，這遠(yuǎn)非YF-100可以比擬的。在火箭穿過馮卡門線進(jìn)入真空失重環(huán)境以后，火箭對于推力的需求在急劇降低，而對于比沖的需求在急劇增加，因?yàn)楦叩谋葲_意味著發(fā)動機(jī)能夠燃燒更長的時(shí)間，為載荷提供更大的速度增量，并最終提供更強(qiáng)大的運(yùn)力。

所以，在“問天”、“夢天”實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射任務(wù)中，YF-100是“短跑王”，提供了沖破地球引力的主要動力，YF-77則為“長跑冠軍”，是將大型空間站艙段直送入軌的關(guān)鍵動力！

作者：大白高國