全流量分级燃烧循环液氧甲烷发动机，是当前全球航天动力领域的顶尖技术方向，凭借高效燃烧、可重复使用、低成本运维、环保无毒等核心优势，成为决定未来太空运输效率、降低航天探索成本的关键动力装备，更是商业航天规模化发展与深空探测任务实施的核心支撑。

一、全流量分级燃烧发动机核心原理与技术特点

全流量分级燃烧循环（Full-Flow Staged Combustion，FFSC），是液体火箭发动机燃烧循环的高级形式，其核心逻辑区别于传统分级燃烧循环的关键在于：燃料（甲烷）与氧化剂（液氧）的全流量均需经过预燃室驱动涡轮，再进入主燃烧室完成最终燃烧，实现推进剂能量的最大化利用。

图源：微博少年伯爵

结构组成：该类型发动机必须配备两套独立的预燃室与涡轮泵系统——富燃预燃室（燃料过量）与富氧预燃室（氧化剂过量），分别驱动燃料涡轮泵与氧化剂涡轮泵运转，两套系统协同工作，确保全流量循环的高效稳定。

核心优势：

燃烧效率极高，推进剂几乎完全燃烧，比冲显著高于传统发动机，能大幅提升火箭运载能力；

涡轮机工作温度更低，富燃与富氧预燃室的设计可避免涡轮直接接触高温燃气，延长发动机寿命，为可重复使用奠定基础；

可靠性更强，消除了传统循环中推进剂涡轮密封的技术隐患，降低故障风险。

核心技术难点：

富氧预燃室的材料稳定性与燃烧可靠性，需应对高温高压富氧环境的极端氧化性考验，避免材料烧蚀；

两套预燃室-涡轮泵系统的协同控制，确保流量匹配、时序同步，实现全流量循环的稳定运转；

可重复使用技术的工程化落地，需解决发动机多次启动、大范围变推、低成本维护等难题，适配商业航天高频次发射需求。

目前，液氧甲烷是该循环最适配的推进剂组合，兼具成本低、燃烧积碳少、可原位制备（适配火星探测）等优势，成为全球研发的主流选择。

二、国际标杆：SpaceX猛禽（Raptor）系列发动机

SpaceX的猛禽系列发动机，是全球第一款实现量产、投入实际应用的全流量分级燃烧液氧甲烷发动机，自2012年启动研制以来，历经十年三轮跨越式迭代，从第一代到第三代实现性能翻倍式提升，成为全球该领域的技术标杆，其技术参数与研制历程为我国相关型号研发提供了重要参考。

猛禽系列发动机的迭代核心聚焦于“减重降本、提推增效”，各代核心参数差异显著，具体如下：

第一代猛禽（Raptor V1.0）：燃烧室压力300bar，海平面推力185吨，采用传统点火系统，外部管线复杂（被戏称为“圣诞树”），大量采用法兰接头便于测试与零件更换，制造成本约200万美元，主要用于技术验证，未大规模量产；

第二代猛禽（Raptor V2.0）：燃烧室压力提升至330bar，海平面推力增至230吨，核心突破是删除传统点火系统，利用燃烧室高温高压环境实现推进剂自燃，简化结构的同时减重降本，制造成本降至25万美元以下，实现每日至少1台的量产速度，删除隔热罩后为火箭减重6吨，适配星舰首飞需求，是目前星舰使用的主力型号；

第三代猛禽（Raptor V3.0）：截至2026年1月披露数据，燃烧室压力高达350bar（保持全球现役火箭发动机最高纪录），海平面推力提升至269-280吨，进一步删除冗余结构、整合管线，采用3D打印一体化成型，重量较第二代减轻13%（单台重约1.3吨），制造成本控制在50-70万美元，在45秒静态点火测试中展现出优异的极端工况适应性，计划用于星舰后续深空探测任务，未来推力有望进一步提升至300吨量级。

三、国内全流量分级燃烧液氧甲烷发动机

当前，我国在全流量分级燃烧液氧甲烷发动机领域呈现“国家队与民营企业协同发力、多点突破”的良好态势，航天科技集团六院、蓝箭航天、星梭科技、微光启航、九州云箭等主体持续攻坚，各型号均取得阶段性进展，核心技术参数与研制进度逐步清晰，具体如下：

航天科技集团六院 YF-215 发动机

YF-215是航天科技六院为最新版长征九号一、二级配套研制的200吨级全流量分级燃烧液氧甲烷发动机，设计对标SpaceX猛禽系列，是我国国家队在该领域的核心型号，核心技术参数与研制进展如下：

核心技术参数：海平面推力2000kN（约200吨级），燃烧室压力25MPa（250bar），采用全流量分级燃烧循环，适配液氧甲烷推进剂，聚焦可重复使用需求，设计目标贴合重型运载火箭动力需求，比冲可达国内同类型号领先水平；

研制进展：已完成发动机方案论证，成功完成火炬点火器热试、燃气发生器缩尺件热试及推力室缩尺件热试考核，核心部件技术验证有序推进，目前正处于关键技术攻关与分系统集成阶段，逐步向半系统热试与整机试车过渡，预计将按计划推进工程化应用，支撑我国重型运载火箭发展与低成本大规模进入空间能力提升[7]。

蓝箭航天 “蓝焱”（BF-20）发动机

“蓝焱”是蓝箭航天研发的星舰级全流量分级燃烧液氧甲烷发动机，对标SpaceX猛禽V2.0，为其规划的中国版星舰“朱雀-X”项目配套，核心技术参数与研制进展如下：

核心技术参数：设计海平面推力224吨，燃烧室压力对标猛禽V2.0，比冲可达330秒以上，采用液氧甲烷推进剂，具备可重复使用能力，适配重型可重复使用运载火箭，后续有望通过技术迭代将推力提升至300吨量级；

研制进展：截至2025年9月，已完成30余次整机点火测试，目前推力已达到设计值的50%左右，核心攻克高温、高压下的部件可靠性难题，2026年初已以整机面貌公开亮相，计划持续推进点火试验与性能优化，支撑蓝箭大直径两级完全重复使用重型运载火箭研发，助力我国重型可重复使用航天动力技术突破。

星梭科技 “猛犸一号”（MM-1）发动机

“猛犸一号”是星梭科技研发的全流量补燃循环液氧甲烷发动机，为其中型可重复使用运载火箭“冰川一号”配套，核心技术参数与研制进展如下：

核心技术参数：推力、比冲等性能较国内现有商业火箭发动机有大幅提升，适配“冰川一号”火箭9台并联布局，单台发动机可支撑火箭实现一子级垂直回收、重复使用超过20次，助力火箭实现近地轨道（LEO）回收运载能力28吨；

研制进展：2026年1月，富氧预燃室点火试验圆满收官，核心部件攻关基本完成，预计2026年中完成整机生产并开展全系统试车，有望率先实现国内全流量补燃循环技术的工程应用，构筑我国商业航天运载能力新高度。

微光启航 “华光一号”发动机

“华光一号”是微光启航为其“微光一号”中型液体复用运载火箭配套研发的全流量分级燃烧液氧甲烷发动机，聚焦高效、低成本可重复使用，核心技术参数与研制进展如下：

核心技术参数：燃烧效率超过99.2%，较传统发动机运载能力提升超过30%，采用氧-燃双旋流组合式二次喷注方案与一体化3D打印成型技术，适配全碳纤维复合材料火箭，助力火箭实现运载系数3.14%、回收复用状态下运力损失控制在10%以内；

研制进展：已成功完成富燃及富氧预燃室喷注器液流试验，各项核心指标均达成预期，验证了喷注器设计的科学性与可靠性，目前正处于关键技术攻关与组件研发阶段，后续将推进预燃室高压挤压点火试验、分系统集成与整机试车，依托AI技术优化设计迭代，加快工程化应用进程。

九州云箭 锋云系列发动机

锋云系列是九州云箭研发的全流量分级燃烧液氧甲烷发动机，依托公司在液氧甲烷动力领域的技术积累，聚焦可重复使用核心需求，核心技术参数与研制进展如下：

核心技术参数：推力140吨级别，室压等参数尚未完全公开，聚焦高性能、高可靠特性，借鉴其“凌云”“龙云”系列发动机在大范围推力调节、多次起动等方面的成熟技术，适配中型及大型可重复使用运载火箭，具备低成本运维优势；

研制进展：目前正处于关键技术攻关与组件研发阶段，已完成部分核心部件的设计与验证，依托九州云箭建成的集研发、生产、测试、交付于一体的火箭发动机制造基地，以及安徽省未来产业标杆应用场景的支撑，后续将逐步推进预燃室点火试验与分系统集成测试，助力我国民营航天动力技术升级。

火圣宇航 “啸天十二” 发动机

“啸天十二”是火圣宇航研发的全流量分级燃烧液氧甲烷发动机，聚焦中型可重复使用运载火箭动力需求，依托公司在航天动力领域的技术积累，稳步推进核心技术攻关与组件验证，核心技术参数与研制进展如下：

核心技术参数：设计定位为中型全流量液氧甲烷发动机，海平面推力规划为175吨级，采用全流量分级燃烧循环，适配液氧甲烷推进剂，聚焦高效燃烧与低成本可重复使用特性，比冲设计值可达320秒以上；核心部件采用先进成型工艺，优化流道设计以提升燃烧稳定性，适配中型运载火箭单台或多台并联布局，可支撑火箭近地轨道（LEO）运载能力提升，兼顾动力性能与运维成本。

研制进展：目前正处于关键技术攻关与组件研发阶段，核心突破缩比推力室相关技术验证，已成功完成缩比推力室首次点火热试车，试验中推力室燃烧稳定、各项参数符合设计预期，有效验证了推力室结构设计、冷却方案及推进剂适配性的科学性。后续将持续推进核心部件优化，重点开展预燃室喷注器设计、液流试验及涡轮泵组件研发，逐步完成各单机部件验证，为后续分系统集成与半系统试车奠定坚实基础，助力我国中型全流量液氧甲烷发动机技术多元化发展。

国内全流量分级燃烧液氧甲烷发动机各型号均处于稳步推进阶段，虽在燃烧室压力、量产能力等方面与猛禽系列仍有差距，但已在核心技术、部件验证等方面实现突破，形成多型号并行研发的良好格局，未来随着各型号逐步进入整机试车与工程化应用阶段，将逐步缩小与国际先进水平的差距，支撑我国商业航天高质量发展。

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