龙吟震空：我国商用火箭发动机发展全景扫描与深度评析

本文源自微信公众号“科工力量”，作者高天伟，原标题为《进击的龙吟 - 我国商用火箭发动机盘点与简评》

航天事业的腾飞，动力系统是核心基石。

运载火箭是当前及未来可预见时期内人类进入太空的唯一工具，而发动机则是运载火箭的动力核心。因此，发动机的研发与生产水平，直接决定了国家开发和利用太空能力的上限。

自2014年我国向社会力量开放航天业务以来，商业航天发展步伐逐步加快，行业重要性日益凸显。“商业航天”在2024年和2025年连续两年被写入全国两会政府工作报告；2026年，“十五五”规划纲要更是将航空航天列为战略性新兴产业。

在国家政策引导与市场需求的双重推动下，近年来我国部分国有及民营企业纷纷开展商用液体火箭发动机的研制工作，并取得了一定成果。这些产品以重复使用为功能导向，以清洁燃料为显著特征，以供应链社会化为主要降本手段，致力于成为国产新一代商用运载火箭的“心脏”。

截至目前，这些发动机的性能与研发进度究竟如何？从产业视角又该如何评价？本文将对此展开简要探讨。

背景概述：火箭发动机的结构与分类

火箭发动机经过极度简化后，主要由燃料泵和推力室两部分构成。

燃料泵将贮箱中的氧化剂（如液氧）和还原剂（如煤油、液态甲烷、液氢）输送至推力室。氧化剂与还原剂在推力室内发生剧烈燃烧，从而产生推力。绝大多数火箭发动机的燃料泵由小型涡轮发动机驱动，这一过程也会消耗部分燃料。

基于燃料泵与推力室的不同组合方式，常见的商用火箭发动机可分为以下几类：

开式循环：燃料泵与推力室各自独立工作，泵的尾气直接排放。这类发动机结构简单，研制难度较低，且能实现较大推力，是国内外新兴航天企业的入门优选产品；不过，其缺点在于为降低燃气温度以保护涡轮，燃料泵通常处于富燃工况，会浪费部分燃料，影响发动机整体效率。

高压补燃循环：将泵的排气引入推力室再次燃烧。这种方式燃料利用更充分，但研制难度也有所提升。

全流量补燃循环：是高压补燃循环的升级版本，为氧化剂和还原剂分别配备不同的燃料泵，氧化剂泵进行富氧燃烧，还原剂泵进行富燃燃烧。这种组合能实现更精细的控制，理论效率上限最高，但研制难度也最大。目前，全球仅有美国SpaceX的猛禽发动机完成过完整飞行试验。

电泵循环：燃料泵改为电力驱动。这类发动机结构简单、易于控制、成本较低，但存在电池死重问题，且受限于电池能量密度，目前总推力仅能达到10吨左右，仅适用于小型火箭。

此外，还有部分型号混合采用多种循环方式，在此不再详细展开。

盘点：东方龙吟，我国商用火箭发动机阵列

据初步统计，目前我国已有至少36款商用火箭发动机进入实质性研发或交付使用阶段。这些发动机一部分由火箭公司自主研制作为动力配套，另一部分则由专业航天动力企业开发并对外销售。

36款发动机的汇总情况如下：

评析：在磨砺中稳步前行

上述汇总表体现出我国商用火箭发动机的几个特点：

一、数量丰富、种类齐全，为商业航天发展筑牢动力根基

表中列出的36款发动机，推力范围从数吨延伸至数百吨，足以适配当前所有类型的运载火箭——从运力几百千克的小型火箭，到运力超百吨的重型火箭；燃料路线上，煤油和甲烷这两种国际主流燃料均有应用；发动机结构方面，开式循环、高压补燃循环、全流量补燃循环、电泵等循环方式均有涉及。

这种全面覆盖的格局，为下游运载火箭提供了充足的配套选择，也保障了全行业大规模进入太空的能力——动力企业众多、技术路径多样，终将筛选出优质产品。

截至目前，推力百吨级发动机已投入使用，推力超200吨的大推力发动机已开展全系统试车。我国商用发动机水平仅次于美国，稳居世界第二，大幅领先于其他国家。

图：位于广州的中科宇航液态动力系统试验中心。近年来，为加快试验与交付进度，我国众多新兴航天企业纷纷自建或共建发动机试车台。

Space Day of China

二、参数“扎堆”现象显著，后期需警惕部分产能过剩

我国商用航天发动机虽型号众多，但参数指标并非均匀分布，存在一定的“扎堆”现象。以关键的推力指标为例，四分之三的发动机集中在0-120吨区间，对应火箭入轨运力在20吨以内。

推力较小的发动机研制难度较低。考虑到我国多数企业刚涉足这一领域，选择相对保守的研发方向也在情理之中。但市场变化迅速，以美国为例，当前主力运载工具是入轨载荷约20吨的猎鹰9号，而未来3年左右，新格伦、星舰等运力超50吨的大型火箭将逐渐成为主流。

为应对这一趋势，我国也迫切需要更强大的运载工具。在此背景下，大推力发动机将更受市场与政策青睐，届时推力百吨以内的产品可能面临数量过剩问题。

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三、产品需经充分实践检验

我国虽拥有众多发动机型号，但配套火箭中仅有少数通过了飞行试验。部分发动机历经4、5年仍处于研制阶段。这表明动力业务的发展壮大，离不开下游火箭及更下游的卫星、应用等环节的牵引，同时也意味着我国发动机产品集群尚未接受全面考验，其真实性能有待验证。

图：试车中的星际荣耀焦点二号发动机。发动机从研制到首飞，通常需经历累计数万秒的试车过程。

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建议：技术、资源与市场三位一体统筹研发

商业航天与传统航天的一大区别在于，研制方不仅要解决技术难题，还需实现营收以自我造血，而这一切都不能脱离自身资源（资金、人才、时间、政策等）。商用发动机研制亦是如此。

除前文提及的潜在薄弱环节外，本次梳理还发现，若发动机研制企业资金与人才资源雄厚，且型号拥有明确且实力强劲的火箭客户（无论内部还是外部），其产品研发进度与性能表现通常更为理想。

因此，商用火箭发动机研制必须摒弃传统体制内“技术至上”的思路，坚持技术、资源与市场三位一体统筹考量，以长期主义的耐心，方能在行业磨砺中脱颖而出。