四、推进系统
长征四号Ａ推进系统由推进剂贮箱、增压输送系统及发动机组成。增压输送系统提供发动机泵入口需要的最低压力，发动机为火箭提供推力和控制力矩。
１.一子级推进系统
表9 长征四号Ａ一子级发动机主要性能| 参数 数值 |
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地面推力(千牛) 2942
地面比冲(牛·秒/公斤) 2550
推进剂质量混合比 2.12
氧化剂流量(公斤/秒) 197.3×4
燃料流量(公斤/秒) 93.1×4
起动加速性(从火药起动器点火
到建立90%推力的时间)(秒) ≤1.3
后效冲量偏差(千牛·秒) ≤19.6
蒸发器出口参数
四氧化二氮流量(公斤/秒) 0.5×4
四氧化二氮温度(摄氏度) 280
降温器出口参数
燃气流量(公斤/秒) 0.24×4
燃气温度(摄氏度) 280
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（１）发动机
一子级推进系统的发动机由４台独立工作、可切向摇摆的ＹＦ-２０Ｂ单机通过机架并联而成，代号为ＹＦ-２１Ｂ，主要性能见表９。ＹＦ-２１Ｂ发动机总质量为２８５０公斤，外廓最大直径为３５１０毫米，总长度为３３３５毫米，单机安装角为２度５０分，允许切向最大摆角±１０度。发动机系统组成同长征二号ＹＦ-２１。
（２）增压输送系统
增压输送系统的主要功用为确保发动机起动和飞行过程所需要的推进剂量并满足泵入口需要的最低压力，完成推进剂加注与排泄，并保证在充填情况下能够存放一定的时间。系统的组成同风暴一号。
表10 长征四号Ａ二子级发动机主要性能| 参数 数值 |
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额定真空推力(千牛) 719.8(YF-22)
46.1(YF-23F)
额定真空比冲(牛·秒/公斤) 2835(YF-22)
2742(YF-23F)
额定推进剂混合比 2.18(YF-22)
1.57(YF-23F)
平均秒流量(公斤/秒)氧化剂 174.51(YF-22)
10.17(YF-23F)
燃料 79.98(YF-22)
6.50(YF-23F)
发动机工作时间(秒) 126.8(YF-22)
136.8(YF-23F)
真空后效冲量(千牛·秒) 255(YF-22)
8.24(YF-23F)
起动加速性(秒) 0.9(YF-22)
0.5(YF-23F)
关机减速性(秒) 0.5(YF-22)
0.9(YF-23F)
游机起动与关机相对两单
机的推力差(千牛) 3.92
发动机关机水击压力峰值(兆帕)
氧化剂 3.43
燃料 3.43
蒸发器出口参数
四氧化二氮流量(公斤/秒) 0.8
四氧化二氮温度(摄氏度) 250
降温器出口参数
燃气流量(公斤/秒) 0.25
燃气温度(摄氏度) 250
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２.二子级推进系统
（１）发动机
二子级推进系统的发动机由固定在机架中央的一台主发动机ＹＦ-２２和周围４台共泵、可切向摆动的游动发动机（ＹＦ-２３Ｆ）组成，其代号为ＹＦ-２４Ｆ，发动机主机主要性能见表１０。
ＹＦ-２４Ｆ发动机外廓最大直径为３３１８毫米，总长度３４００毫米，游动发动机安装角１０度，可切向摆动±６０度。发动机系统组成同ＹＦ-２４。
（２）增压输送系统 增压输送方案同一子级。二子级氧化剂箱气瓶增压系统采用小气瓶，燃料箱无气瓶增压系统。
３.三子级推进系统
表11 长征四号Ａ三子级
发动机主要性能| 参数 数值 |
|---|
额定真空推力(千牛) 49.03
额定比冲(牛·秒/公斤) 2942
额定推进剂质量混合比 2.15
发动机总流量(公斤/秒) 16.67
发动机工作时间(秒) 329.8
真空后效冲量(千牛·秒) 24.34
起动加速性(秒) ＜1.2
关机减速性(秒) 1.1～1.2
关机水击压力峰值(兆帕)
氧化剂 2.94
燃料 1.96
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（１）发动机
三子级推进系统发动机由两台独立工作、可双向摇摆的单机通过发动机舱并联而成，代号为ＹＦ-４０。三子级发动机采用泵压式供应系统和燃气发生器动力循环系统，具有二次起动能力。发动机主要性能见表１１。ＹＦ-４０发动机总质量为８３公斤（不含发动机舱），外廓最大直径为６５０毫米，总长度为１２３３毫米，最大摆角±４.５度。发动机由以下系统组成：
１）起动系统它是驱动涡轮转动，使发动机进入工作状态的最初动力源，由火药起动器、火工品、压力信号器等组成。
２）副系统供应涡轮工质，维持涡轮正常工作的能源系统，由涡轮、燃气发生器、节流圈、过滤网、气蚀管、副阀门等组成。
３）主系统向燃烧室供应推进剂并产生推力的系统，由泵、隔离阀门、主气蚀管、推力室、主阀门等组成。
４）电动气动控制系统控制发动机上各阀门开启和关闭的系统，由电动气阀门、气体节流圈等组成。
５）排空系统发动机第一次关机后，泄放发动机腔道内的剩余推进剂，为二次起动作准备，由排空阀门及排空导管组成。
６）油气源系统当涡轮泵工作时，使端面密封处于良好状态。
（２）增压输送系统
增压系统采用全程定压氦气增压及旁路增压方式，主、副两路增压，形成冗余系统。其原理见图１４。系统由主、副增压系统组成。
１）主增压系统发动机起动前，主电动气阀门打开，氦气瓶组的氦气经减压器减压后分成两路，分别进入推进剂箱增压，增压流量由节流圈限定。主增压系统由氦气瓶组、手动开关、主电动气阀门、减压器、气动阀门、节流圈、单向阀门等组成。
２）副增压系统设置在主电动气阀门前，增压管路直通氧化剂箱和燃料箱，由补压电动气阀门控制。当贮箱压力低到一定值时，打开贮箱的补压电动气阀门进行补压。副增压系统由补压电动气阀门、压力信号器、节流圈等组成。
３）输送系统由氧化剂和燃料的输送管路及加注、排泄阀门等组成。
（３）末速修正与姿控发动机系统
该系统发动机为氦气挤压式单组元无水肼发动机（ＦＹ-８２），用于对三子级火箭末速进行修正和姿态调整。发动机总质量为５４公斤，无水肼加注量为２０公斤，全部系统安装在发动机舱上。
系统由气路（充气阀门、钛合金气瓶、电爆阀门、减压器、破裂膜片、蓄留组件等）、液路（表面张力贮箱、破裂膜片、过滤器、节流孔板、加注阀门等）、推力室和电磁阀门（四种推力的１４台推力室及相应的电磁阀门等）、温控系统、电缆及传感器等组成。系统原理见图１５。
系统的特点是：长时间工作的末速修正发动机和多次脉冲式工作的姿控发动机采用统一的推进剂输送系统和先进的表面张力贮箱，可使加注推进剂后的贮箱寿命大大提高；液路系统包括贮箱、导管、阀门等均采取了电加温和保温措施，保证推进剂使用温度不低于５摄氏度。
１）表面张力贮箱它由两部分组成：贮箱外壳和推进剂管理装置。贮箱结构包括壳体、隔舱板、通道组件、气泡过滤器、进气蓄留组件和气路膜片等（图１６）。贮箱外壳分为有推进剂管理的下舱和无推进剂管理的上舱，上、下舱由隔舱板分开，下舱容积占总容积的４０％。推进剂管理装置保证在失重或低重力条件下推进剂始终能覆盖贮箱出口，随时向发动机提供不含气体的推进剂。
２）温控系统 为确保发动机可靠工作，设置了无水肼温控系统。它包括贮箱温控、导管组件地面温控和导管箭上温控。
（转自《世界航天运载器大全》，待续）
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