研制背景
从某种程度上说，探索太空的能力，取决于航天发动机的推力。中国长征系列运载火箭中发射近地轨道航天器的主力长征二号运载火箭成功发射中国的神舟号载人飞船，但其使用的液体火箭发动机是地面单台推力75吨左右的YF-20火箭发动机，推力已经不能满足未来航天技术发展的需求。
二十一世纪，国外新一代运载火箭开始投入使用。如美国洛克希德马丁公司的宇宙神5型运载火箭，一子级采用俄罗斯和美国联合研制的RD-180火箭发动机（液氧煤油发动机），最大推力高达423吨，降低了1/4发射成本。大推力火箭发动机的使用，极大的提高了运载火箭的性能并减低了使用成本。
这种形势下，中国研制新一代液体火箭发动机显得格外迫切。
技术性能
结构原理
YF-100火箭发动机模型
YF-100是一种液氧煤油分级燃烧循环火箭发动机，它采用世界上先进的富氧预燃分级燃烧循环技术，采用自身启动，混合比和推力可调节，单涡轮泵布置，可以为氧化剂贮箱增压提供热氧气，为伺服机构提供高压煤油作为动力源。有主涡轮泵两台，其中氧泵为单级，煤油泵为两级，均为预燃室富氧燃气驱动。有预压泵两台，其中煤油预压泵由主煤油泵一级高压煤油分出一支驱动，驱动后介质进入低压煤油主流，液氧预压泵富氧燃气驱动，驱动后介质亦进入低压液氧主流（这与苏/俄RD-170高性能发动机相同）。性能参数
| 项目 | 数值 |
地面推力(KN) | 1199.19 或1223.5 |
真空推力(KN) | 1339.48 |
地面比冲(m/s) | 2942.0 |
真空比冲(m/s) | 3286.2 |
室压(MPa) | 18 |
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YF-100有双摆（长征六号芯级，长征七号芯级），单摆（长征五号3.35米助推器模块），不摆动（长征五号2.25米助推器模块）三种技术状态。
技术特点
与常规发动机相比，液氧煤油发动机具备诸多优点：
1、没有污染，液氧和煤油都是环保燃料，而且易于存贮和运输；
2、经济，推进剂比常规发动机的便宜60%；
3、可靠性高；
YF-100还有其他的特点：
4、推力大，研制成功即成为中国推力最大的液体推进剂发动机；
5、采用了世界上最先进的高压补燃循环系统；
6、性能高，在最高压力、涡轮功率、推进剂流量等设计参数上，比中国现役主力发动机高出数倍。
7、可重复使用，在台架试验阶段可以进行多次试车，而且试车后仍可用于发射，不必每次测试都报废一台昂贵的发动机；
应用前景
YF-100主要用于中国新一代运载火箭，包括了长征五号、长征六号和长征七号。
长征五号
3.35/2.25米直径助推器模块
YF-100将被用于长征五号的3.35米直径助推器模块和2.25米直径助推器模块。长征五号的3.35米直径助推器模块中包含两台YF-100发动机，其中一台可摆动；2.25米直径助推器模块包含一台YF-100发动机，不摆动。
长征六号
长征六号示意图
YF-100将被用于长征六号的芯级模块。长征六号的芯一级模块由长征五号3.35米直径助推器模块改变而来，只包含单台YF-100发动机，发动机双摆。
长征七号
长征七号示意图
YF-100将被用于长征七号的芯级和助推器模块。长征七号的芯级模块也由长征五号3.35米直径助推器模块改变而来，包含两台YF-100发动机，发动机双摆。助推器模块和长征五号2.25米直径助推器模块相同，包含一台YF-100发动机。
研发历程
研制历史
中国航天动力部门很早就对新一代运载火箭的发动机进行了预研，二十世纪80年代中国张贵田院士就提出发展高压补燃液氧煤油发动机的设想，经过其努力863计划将液氧煤油发动机列入规划。1988年他率领队伍开始研究性试验，到1990年全面开展关键技术攻关，1990年从前苏联引进了2台RD-120高压补燃液氧煤油发动机进行原理研究，此后1995年进行全系统发动机试车。以此为基础中国开始开发国产YF-100高压补燃液氧煤油发动机，1998年动力部门取得涡轮泵联试的成功，为开展高压补燃液氧煤油发动机铺平了道路。[1]
2000年YF-100大推力液氧煤油发动机通过研制和技术保障条件国家立项。液氧煤油发动机刚开始进行的几次整机试车都失败了，外界也出现了质疑声。
2001年10月转入初样研制阶段。
2003-2007年间YF-100的研制攻克了补燃循环自身启动技术难关，实现了发动机单摆总体结构布局的优化，主涡轮泵通过结构改进轴系运转平稳性和动密封可靠性得到提高，先后实现全系统额定工况不下台连续三次1200s和单次600s长程、变工况、摇摆试车成功的重大突破发动机技术状态基本趋于稳定。
2005年12月转入试样阶段。
2012年5月28日，120吨级液氧煤油发动机项目通过国家国防科工局验收。
试车进程
| 时间 | 研制阶段 | 试车时间（s） | 备注 |
1998年 | 863 | 涡轮泵联试成功 | |
2002年5月16日 | 首次整机试车 | ||
2005年1月5日 | 901首次考台试车 | ||
2005年3月5日 | 几百秒 | ||
2005年5月13日 | 初样 | 200 |
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注：截至2008年5月，YF-100累计试车时间达到17700秒；
截至2010年6月，YF-100共试车107次，累计26000余秒；
截至2011年9月，以3台发动机验收成功为标志，航天六院共研制120吨级基本型液氧煤油发动机数十台，累计试车超过32000秒；
截至2013年8月，YF-100试车已超过上百次，累计点火工作时间已超过40000秒。
| 试车图片 | ||
2006年4月17日试车 | 2006年7月3日试车 | 2012年7月29日试车 |
2012年11月27日长征六号一子级动力系统试车 | ||
研发意义
填补空白
120吨级液氧煤油发动机的研制成功是中国航天动力发展过程中的里程碑。2012年5月28日YF-100的成功验收验收，填补了中国高压补燃循环发动机的技术空白，缩短了中国液体火箭发动机技术水平与国外的差距，奠定了中国未来航天动力系统发展的技术基础，标志着中国成为继俄罗斯之后第二个完全掌握液氧煤油高压补燃循环液体火箭发动机核心技术的国家。[2]
奠定基础
YF-100的研制成功为中国2014年实现长征五号火箭首飞以及进行后续载人航天和月球探测工程等打下坚实基础。新一代运载火箭发动机的研制成功，加快了中国航天新旧更迭的步伐，也加快了中国由航天大国迈向航天强国的步伐。它标志着中国新一代大中小型运载火箭一级发动机专项研制任务圆满结束，开始转入产品交付及可靠性增长阶段工作。随着YF-100成功验收，中国新一代运载火箭液氧煤油发动机将使无毒环保推进系统在不远的将来正式进入中国航天发射领域。
周边产业
在新一代大推力液氧煤油发动机研制中，为了解决高低温、高压、强氧化、高转速、大功率等问题，中国航天推进技术研究院与相关单位一起研制开发了近50种新材料，包括高强度耐氧化的不锈钢、高温合金、纳米涂层、镀层、橡胶等。在新工艺方面，通过技术攻关突破了30多项关键工艺，并拥有自主知识产权。同时，这些新技术在民用领域也会有很大的应用前景。
总体评价
从技术上说，YF-100液氧煤油发动机并不突出。YF-100发动机地面推力约120吨地面比冲约300秒，真空推力约136吨比冲约335秒，喷口直径约1.4米。[1]YF-100火箭发动机的推力在高压补燃液氧煤油发动机中属于偏下水平，比苏联时代开发的RD-171/180/191都要小得多，比参照的原型RD-120发动机倒是高出50%以上。虽然燃烧室压力略低，但比冲上YF-100和先进液氧煤油发动机如RD-180/191处于伯仲之间，而且为了兼容3.35米和2.25米直径箭体的原因，无法改动喷管设计。总体技术上说YF-100的技术起点和水平档次较高，只是推力偏小。[1]而且为了兼容3.35米和2.25米直径箭体的原因，无法改动喷管设计。自立项以来，YF-100早期虽然发生过试车事故，但进度还是很不错的，2005年完成300秒长程摇摆整机试车，2006年先后完成400秒试车和首次600秒长程摇摆试车。迄今为止，YF-100的总试车时间已经超过了2万秒。对比实际使用中仅工作160秒，YF-100液氧煤油发动机的可靠性已经得到了充分的检验。[1]
一台火箭发动机能将水抽到青藏高原
8台全新研制的120吨液氧煤油发动机长征五号起飞推力达1060吨
大火箭离不开大推力。长征五号运载火箭立起来有20层楼高，起飞质量约878吨，要托举这么重的大家伙，需要大推力的发动机。
经过15年不懈攻关，8台全新研制的120吨液氧煤油发动机被装配在长征五号运载火箭的4个助推器上，4台全新研制的氢氧发动机在一级和二级火箭上各装配了两台。
长征五号全箭起飞时总推力达1060吨，主要来自8台液氧煤油发动机。120吨液氧煤油发动机的威力到底有多大？专家打了个形象的比喻，120吨液氧煤油发动机产生的最高压强达500个大气压，相当于把上海黄浦江的水抽到5000米高度的青藏高原。
中国航天科技集团公司六院副院长周利民表示，最初让研制团队备受打击的是，发动机样机研制出来后试车的结果，连着4次发动机试车，均遭失败，两次起动爆炸，两次燃气系统烧毁。经过近半年紧张艰苦的攻关，研制团队终于摸清了发动机试车失败的根源和发生爆炸的不同机理，通过仿真优化，选定最理想的启动方案和程序，发动机终于试车成功。[3]
参考资料
[1] 长征五号大推力运载火箭：让中国火箭重新比肩欧美 · 网易[引用日期2013-05-30]
[2] 我推力最大新一代火箭发动机研制成功仅次俄 · 环球网[引用日期2013-05-30]
[3] 长征五号：一台发动机就能将黄浦江水抽到青藏高原 · 新浪网[引用日期2016-06-01]
