9月5日，我国自主研制的YF79闭式膨胀循环氢氧火箭发动机成功试车，这标志着我国成功研制出世界上推力最大的闭式膨胀循环氢氧火箭发动机。一时间，很多网友对长征9号一级发动机YF130高压补燃液氧煤油火箭发动机很感兴趣。
YF79闭式膨胀循环氢氧火箭发动机
如果YF130研制成功，它将成为世界上单室推力最大的高压补燃液氧煤油火箭发动机，将来甚至有望衍生出推力超1000吨的高压补燃液氧煤油火箭发动机！很多国人也因此很自豪，然而也有人认为马斯克Space X公司正在研制的猛禽发动机更好。一时间，关于猛禽发动机和YF130发动机谁更好的话题争议不断。
相比普通开式循环发动机，猛禽发动机和YF130发动机都属于闭式循环发动机，所有燃料都在燃烧室被利用，同等条件下比冲更高。相比闭式膨胀循环发动机，它的推重比更高，推力可以做得更大。
那么这两款火箭发动机到底谁更好呢？
在回答这个问题之前，我们要先搞清楚，什么叫全流量火箭发动机，什么叫高压补燃火箭发动机。
一、高压补燃火箭发动机
高压补燃火箭发动机也称为分级燃烧火箭发动机。所谓分级，实际上指的是，燃料先分成两部分，其中一小部分燃料在预燃室与氧气混合燃烧，产生高压燃气推动涡轮后再进入燃烧室补燃，涡轮则通过连轴带动离心泵将剩余的大部分燃料和氧化剂泵入燃烧室燃烧。这个过程中为了避免涡轮温度过高，一般会输入过量的燃料或者过量氧化剂，用于给涡轮降温。
高压补燃发动机工作原理图
如果是输入过量燃料加少量氧化剂，那就是“富燃预燃”，可理解为“富油燃烧”。如果是输入过量氧化剂加少量燃料，那就是“富氧预燃”，可理解为“贫油燃烧”。
目前的液体火箭燃料分为液氢、液态甲烷、煤油、肼类等燃料，氧化剂主要是液氧、过氧化氢、四氧化二氮。为尽可能减少污染，新开发的液体火箭发动机采用的燃料主要是液氢、液态甲烷、煤油三种，氧化剂通常只会采用氧气。如果采用前两种燃料，高压补燃火箭发动机通常被设计成“富燃预燃”；如果采用煤油做为燃料，为避免煤油因不充分燃烧导致积碳，堵塞管路，高压补燃火箭发动机通常设计成“富氧预燃”。
二、全流量火箭发动机
全流量火箭发动机是全流量分级燃烧火箭发动机的简称。它与高压补燃火箭发动机原理上是一样的，都是通过预燃室进行“富燃燃烧”或者“富氧燃烧”，产生高温高压燃气驱动涡轮，带动离心泵，泵送燃料或者氧化剂到燃烧室，而预燃室产生的尾气最终也被排入燃烧室二次参与燃烧。不同之处在于，全流量火箭发动机有两个涡轮，对应的燃烧室分别采用“富燃预燃”和“富氧预燃”两种方式产生高压燃气推动涡轮。
全流量火箭发动机工作原理图
这种发动机最早由苏联人提出，并率先研制出RD270全流量火箭发动机。
全流量火箭发动机相比高压补燃火箭发动机的最大优势就是，通过预燃室的工质更多，冷却效果更好，允许采用更高的室压以获得更高的性能，例如更高的比冲，更高的推重比。
对比之后我们发现，从原理上来看，所谓全流量火箭发动机就是在高压补燃火箭发动机的基础上改进发展而来，相比高压补燃补燃火箭发动机确实有一定优势。
然而，我们也不能因为全流量火箭发动机在原理上占优，就简单地认为它比高压补燃火箭发动机更好。
原因有两方面：
一、相比“富燃预燃”来说，想做到“富氧预燃”更难。
人类最开始发展分级燃烧的时候就是从技术难度相对较低的“富燃预燃”入手，毕竟过量的燃料不具有强氧化性，不会与预燃室的金属内壁材料或涡轮材料发生反应，而“富氧预燃”则要十分棘手。
采用“富燃预燃”方式运行的高压补燃发动机
有一定化学基础知识的网友应该都清楚，在500℃高温高压下，很难有什么金属能够抗住液氧的氧化腐蚀。涡轮一般是由特殊合金做成的，本身属于金属，燃烧时，预燃室和涡轮需要承受几十兆帕的压力和500至700度的高温，非常容易跟液氧发生化学反应，而迅速被腐蚀破坏。
美苏冷战时期，美国就因为没把握搞出能够承受几百度高温高压下液氧腐蚀的特殊材料，干脆放弃研制高压补燃液氧煤油发动机。苏联则大胆尝试，没想到最终还真让它搞出这种特殊合金，所以才造出至今都领先世界的RD170、RD180、RD190系列高压补燃液氧煤油火箭发动机。
因此，理论上，如果能够造出高压补燃液氧煤油火箭发动机，就意味着已经攻克了难度更大的“富氧预燃”技术难题，结合难度更低的“富燃预燃”技术，造出全流量火箭发动机一点问题都没有！
全流量火箭发动机具有“富燃预燃”和“富氧预燃”两种预燃室
当然，全流量火箭发动机也是有局限性的，对于使用煤油的火箭发动机来说，目前人类尚无法攻克煤油不充分燃烧产生的积碳难题，根本无法采用“富燃预燃”技术。因此，自然也就不能造出全流量液氧煤油火箭发动机，最多就只能造出高压补燃液氧煤油火箭发动机。
二、高压补燃液氧煤油发动机相比全流量氢氧发动机或者全流量液氧甲烷来说，使用效果未必更差。
火箭发动机好不好，不仅跟自身性能有关，也要考虑采用它之后，火箭整体的死重是不是足够小，发射成本是不是足够低。
1、使用高压补燃液氧煤油发动机的火箭，所需的燃料箱体积最小。
长征9号运载火箭结构布局
据了解，三种燃料的密度，液氢是70克/升、液态甲烷是422克/升、煤油是813克/升。再看三种燃料完全燃烧所需的氧化剂质量比，燃烧1克氢需要6克氧、燃烧1克甲烷需要3.7克氧、燃烧1克煤油需要消耗2.7克氧。已知，液氧密度是1141克/升，据此我们可以算出每升液氧能够使多少燃料完全燃烧，煤油是0.52升、液态甲烷是0.73升、液氢是2.7升。也就是说消耗同样体积的液氧，液氢的燃料罐体积是煤油燃料罐体积的5倍左右，液态甲烷罐却只比煤油罐大40%，而液氢罐则是液态甲烷罐的3.7倍。
2、燃料成本方面，液态甲烷最便宜，煤油居中，液氢最贵。
燃料成本方面，液态甲烷大概是2.5～3元/升，煤油大概是5～7元/升，液氢35元/升。简单计算就会发现，氢氧火箭发动机的燃料成本远高于液氧煤油发动机和液氧甲烷发动机。
3、比冲方面，全流量液氧甲烷火箭发动机仅比高压补燃液氧煤油发动机略高，大大低于全流量氢氧发动机。
2019年4月，一篇名为《全流量补燃循环液氧甲烷发动机系统方案研究》的论文介绍了全流量液氧甲烷火箭发动机、全流量氢氧发动机和高压补燃液氧煤油发动机三种发动机的参数对比。结论是全流量液氧甲烷火箭发动机最佳比冲比高压补燃液氧煤油发动机高3.23%，比全流量氢氧发动机低18.8%。
论文截图
结论：对于同样使用“液氢液氧”或者“液体甲烷液氧”的火箭发动机来说，全流量火箭发动机可以凭借更高的室压获得比高压补燃火箭发动机更高的推重比。然而，对于使用不同类型的燃料来说，却不能一概而论。比如，全流量氢氧火箭发动机就不一定比高压补燃液氧煤油火箭发动机更好，只能说各有千秋。如果看中比冲和推重比，那么全流量氢氧火箭发动机无疑是最佳选择。如果看中使用成本和火箭发射成本，那么全流量液氧甲烷火箭发动机和高压补燃液氧煤油发动机则是不错的选择。如果想要看中重复使用功能，那么全流量氢氧火箭发动机和全流量液氧甲烷火箭发动机都是不错的选择。Space X猛禽全流量火箭发动机和YF130高压补燃液氧煤油火箭发动机并不是同类发动机，连燃料种类都不一样，并不能直接对比。况且，现在我国已经研制出高压补燃液氧煤油发动机，理论上已经积累了研制中国版猛禽全流量火箭发动机的技术储备。