F-1火箭发动机，又称Rocketdyne F1，是美国 洛克达因公司 研发的一款 液氧煤油发动机 。它是人类历史上 推力 最大的单燃烧室 液态火箭发动机 ，仅次于 俄罗斯 RD-170，也是世界第二大推力的液体火箭发动机。F-1的设计 海平面 推力为150万磅（约680.39吨），相当于5台并联时，将起飞重量3000多吨的 土星 五号火箭在150秒内推到6万4千米的高度，并达到2.76 米每秒 的速度。F-1火箭发动机曾在20世纪60年代和70年代初的土星五号 运载火箭 （S-IC）中使用，该火箭是 阿波罗计划 的主要发射平台。至今，F-1火箭发动机仍是世界上 推力 最大的单 燃烧室 液态火箭发动机 。
简介
F-1火箭发动机 （以下简称 F-1 ）是美国 洛克达因公司 设计制造的一款煤油液氧发动机，用于土星五号的第一级。F-1是投入使用的推力最大的单喷嘴液体 发动机 。（M-1推力更大，但未投产）
历史
早在1955年，洛克达因公司就接到了研制重型 火箭发动机 的任务。不过，那时候是 美国空军 提出的概念。空军需要研发一款推力强大的火箭发动机，为了今后可能会研发的重型 洲际弹道导弹 进行技术储备。图为正在发射的由泰坦II型洲际弹道改造而来的一枚 运载火箭 。
洛克达因公司 很快就推出了一款名为E-1的火箭发动机。然而，美国空军对这款虽然可靠性极佳但是 推力 性能平平的发动机不是很满意。他们认为今后的洲际弹道需要更大的 发动机 ，要求 洛克达因公司 继续摸索 液态火箭发动机 的推力极限。因此，静态点火试验验收通过的E-1发动机被搁置了起来。
洛克达因公司的工程师们原本对E-1抱有很大希望，但是面对 美国空军 的要求，他们能做的不多，只有忍住想要抱怨的东西，开始研制更大推力的 火箭发动机 。于是，F-1火箭发动机的雏形诞生了。
美国 军方还是用了比较保守的发动机方案。毕竟，他们的 洲际弹道导弹 的 最大起飞重量 只有105.142吨，单台 推力 680.39吨的 发动机 对军方来说有些太大了。于是，F-1火箭发动机项目也被搁置了。
不过， 洛克达因公司 没有消沉多久。1958年7月29日， 美国航空航天局 （ NASA ）成立了。他们需要这样的发动机！虽然当时NASA没有跟 洛克达因 提太多要求，但是，洛克达因的工程师们隐约感到了自己的使命感，这个可以从后来的洛克达因一些工程师们提到这段往事的文字中看出来：“NASA的人找到了我们，说是很中意我们的发动机。我在想，天哪， 美国空军 抛弃了我们两次，这次又轮到新成立的NASA了吧。不过，他们的人看起来很真诚，而且放佛不太关心地球上的事情，对 洲际弹道导弹 的项目也不感兴趣。我们觉得他们应该是要把我们的 发动机 用在地球之外的事情上。这让我们感到很兴奋。”
F-1发动机的整机静态点火试验在1959年3月获得了成功。后来，该发动机被迅速运到了 美国航空航天局 的马歇尔航天中心，进行进一步地测试。680.3吨的 推力 ，让马歇尔航天中心周围几十公里的人们都体会到了地动山摇的感受。
一级方程式锦标赛 在随后七年的测试中，其燃烧不稳定性逐渐暴露出来，并可能导致灾难性事故。攻克这个技术难题的工作最初进展十分缓慢，因为这种故障的发生是不可预知的。最终，工程师们想出了解决办法，他们将少量的爆轰炸药放在 燃烧室 中，并在 发动机 运转时引爆炸药，以此测试燃烧室在压力变化时将作何反应。设计师随后测试了几种不同的燃料 喷射器 ，并得到了最佳匹配方案。这个问题从1959年一直拖到1961年才算告一段落。
设计细节
F-1以 燃气发生器循环 为基础。即在炉外燃烧室里燃烧一小部分燃料，以燃气驱动 涡轮泵 将燃料和 氧化剂 泵入主燃室。发动机的核心组件是 推力 室，燃料和氧化剂混合并燃烧产生推力。发动机顶部是一个半球形小室，即做输送 液态氧 的歧管，也做 万向集团 轴承的支撑架，连接发动机和火箭箭体。小室之下是喷射器，用来混合燃料和氧化剂。一部分燃料从另一个歧管进入 喷射器 ，另一部分燃料通过178根管道直接通入推力室，盘旋的管道形成了推力室的上半部分，还可以起到给推力室降温的作用。
燃料和液氧由不同的泵泵入，但泵由同一个涡轮驱动。涡轮转速为5,500RPM，产生55,000制动马力(41MW)。在此功率下，工作泵每分钟可以泵入15,471加仑(58,564升) 煤油 和24,811加仑(93,920升) 液态氧 。 涡轮泵 被设计得可以应付严酷的温度环境： 煤气 的温度高达1,500°F(816°C)，而液氧的温度低至-300°F(-184°C)。一些燃料煤油被充作涡轮的 润滑剂 和 冷却剂 。
推力 室下方是喷嘴的延伸，大致延伸到 发动机 的一半长度位置。延伸部分将发动机的膨胀比从10:1提高到16:1。涡轮机排除的低温气体通过锥形歧管进入延伸部分，保护喷嘴在高温(5,800°F,3,200°C)下不受损坏。
F-1每秒消耗3,945磅(1,789kg) 液态氧 ，1,738磅(788kg) 煤油 ，产生1,500,000磅力(6.7MN)的推力。在两分半钟的运转中， 土星 五号凭借 一级方程式锦标赛 上升42英里(68km)高度，达到6,164英里美小时(9,920km/h)的速度。土星五号每秒的 推进剂 流量时12,710升，可以在8.9秒内清空一个容量110,000升的游泳池。每台F-1 发动机 的 推力 都比 航天飞机 上三台发动机总和还多。
参数
推力（ 地平线 ）： 1,500,000磅力(6.67MN) 1,522,000磅力(6.77MN)
燃烧时间: 150s 165s
比冲: 260s(2.55kN·s/kg) 263s(2.58kN·s/kg)
净重: 18,416磅(8,353kg) 18,500磅(8,391kg)
燃尽重量: 20,096磅(9,115kg) 20,180磅(9,153kg)
高度: 19ft(5.79m)
Diameter: 12.3ft(3.76m)
喷口面积比: 16:1
推进剂 : LOX& RP- 1
混合比: 2.27:1 氧化剂 ：燃料
制造商: 北美航空 / 洛克达因公司
应用: 土星 五号V/ S-IC- 5台
任务期间改进
一级方程式锦标赛 在阿波罗8号(SA-503)和阿波罗17号(SA-512)任务期间得到改进。因为随着任务的进展， 土星 五号的负荷也逐渐增大。每次任务对 发动机 的性能要求都略有差异，用于阿波罗15号的F-1发动机性能为：
每台平均 地平线 推力 ：1,553,200磅力(6.909MN)
燃烧时间:159s
比冲:264.72s
混合比:2.2674
碳化硅 级总海平面推力：7,766,000磅力(34.55MN)
发动机推力实测值与标称值有差异，阿波罗15号所用的发动机其起飞推力为7,823,000磅力(34.8MN)，而F-1的平均值是1,565,000磅力(6.962MN)。
任务后的归宿
60年代， 洛克达因公司 在对F-1的持续研究之后，开发出了新款的F-1A 发动机 ，虽然二者外观相似，但F-1A比F-1更轻，且 推力 更大（达到9.1MN）。可以满足后阿波罗时期的 土星 五号需求，然而随着土星五号生产线的停产，F-1A从未使用过。
当时有提议在诺瓦火箭的第一级使用八个F-1，从70年代至今，还不断有各种关于如果使用F-1来开发新型火箭的意见，但都未能成行。
F-1一直保持着最大推力液体发动机的地位，直到 苏联 的RD-170出现。RD-170实际上是一个 涡轮泵 驱动的四个独立 燃烧室 组合起来的 发动机 ，因此一直有争议认为RD-170是四个发动机。 一级方程式锦标赛 在单缸单喷嘴发动机领域的第一位置依然没有动摇。
发动机结构
F-1发动机 由7个工作系统组成。各分系统介绍如下：
1. 推进剂 供应系统，压送推进剂进入燃烧室及向发动机控制系统和常平座作动器供给燃料(液压)压力；
2. 点火系统 ，使燃烧室和燃气发生器开始燃烧；
3.燃气发生器系统，产生驱动涡轮泵能量及控制推进剂贮箱的增压；
4.发动机控制系统，保证发动机起动和关机；
5.飞行测试系统，测量选定的 发动机 参数，以便监控和计算发动机的工作特性；
6.环境控制系统，保护发动机在飞行期间免受由火焰辐射和回流产生的极高温影响；
7.清洗和排泄系统，防止污染，便于将用完 流体 排出箭外。