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          大推力發(fā)動機(jī)點(diǎn)火成功 中國火箭獲得新動力

          點(diǎn)火成功 中國火箭新動力

          2012-07-30 08:57:26

            7月29日,記者從中國航天科技集團(tuán)獲悉,我國新一代大推力120噸液氧煤油火箭發(fā)動機(jī)點(diǎn)火試驗(yàn)獲得成功,將為我國空間站建設(shè)和深空探測提供更大動力。大推力發(fā)動機(jī)將在哪些領(lǐng)域獲應(yīng)用?有哪些重要意義?

            標(biāo)志我國成為第二個掌握液氧煤油發(fā)動機(jī)核心技術(shù)國家

            7月29日,記者從中國航天科技集團(tuán)獲悉,我國新一代大推力120噸液氧煤油火箭發(fā)動機(jī)在該集團(tuán)第六研究院點(diǎn)火試驗(yàn)獲得成功,這將為我國2014年實(shí)現(xiàn)長征5號火箭首飛以及進(jìn)行后續(xù)載人航天和月球探測工程等打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

            “兩個月前,國家國防科工局剛剛完成了對該型號發(fā)動機(jī)的項(xiàng)目驗(yàn)收,標(biāo)志著我國成為繼俄羅斯之后第二個完全掌握液氧煤油高壓補(bǔ)燃循環(huán)液體火箭發(fā)動機(jī)核心技術(shù)的國家。”中國航天科技集團(tuán)總經(jīng)理馬興瑞告訴記者。

            據(jù)介紹,這臺儲存了3年、此前已經(jīng)歷過兩次極限工況熱試車考驗(yàn)的發(fā)動機(jī),在又一次的挑戰(zhàn)極限考驗(yàn)中表現(xiàn)完美。這也表明中國航天動力正在經(jīng)歷新舊更迭,將大大加快我國由航天大國向航天強(qiáng)國邁進(jìn)的步伐。

            火箭發(fā)動機(jī)專家、航天科技集團(tuán)六院院長譚永華說,自2000年國家正式立項(xiàng)進(jìn)入工程研制至今的12年間,液氧煤油發(fā)動機(jī)已先后進(jìn)行了百余次試車。從研制高壓補(bǔ)燃循環(huán)發(fā)動機(jī)開始到現(xiàn)在,已突破80余項(xiàng)關(guān)鍵和核心技術(shù),先后研制出3種基本型發(fā)動機(jī),以及5種適應(yīng)不同火箭總體飛行狀態(tài)的發(fā)動機(jī)。

            發(fā)動機(jī)推力提高六成,火箭運(yùn)載能力是常規(guī)3倍

            從某種程度上說,探索太空的能力,取決于航天發(fā)動機(jī)的推力。我國現(xiàn)役長征系列運(yùn)載火箭,有過推舉神舟九號與天宮一號圓滿完成載人交會對接任務(wù)的輝煌,但其推力已經(jīng)不能滿足未來航天技術(shù)發(fā)展的需求,研制新一代液體火箭發(fā)動機(jī)顯得格外迫切

            據(jù)了解,現(xiàn)階段我國使用的發(fā)動機(jī)單臺推力是70噸左右,火箭的運(yùn)載能力在9噸上下。120噸級液氧煤油發(fā)動機(jī)采用了目前世界上最先進(jìn)的高壓補(bǔ)燃循環(huán)系統(tǒng),可謂世界航天動力領(lǐng)域的“珠峰”。其推力比我國現(xiàn)有長征系列運(yùn)載火箭發(fā)動機(jī)提高60%以上,火箭運(yùn)載能力是原來的3倍左右;不僅采用的推進(jìn)劑、循環(huán)方式與常規(guī)發(fā)動機(jī)不同,在最高壓力、渦輪功率、推進(jìn)劑流量等設(shè)計(jì)參數(shù)上,也比現(xiàn)有發(fā)動機(jī)高出數(shù)倍,在推力噸位、性能方面有大幅度提高。

            與常規(guī)發(fā)動機(jī)相比,液氧煤油發(fā)動機(jī)還具備諸多的優(yōu)點(diǎn):一是推力大;二是沒有污染,液氧和煤油都是環(huán)保燃料,而且易于存貯和運(yùn)輸;三是經(jīng)濟(jì),比常規(guī)發(fā)動機(jī)推進(jìn)劑便宜60%;四是可靠性高;五是可重復(fù)使用。

            攻克起動和關(guān)機(jī)等多道難關(guān),成功實(shí)現(xiàn)整機(jī)600秒長程試驗(yàn)

            大推力火箭發(fā)動機(jī)作為世界航天動力領(lǐng)域的技術(shù)高點(diǎn),研制過程并非一帆風(fēng)順。“在整機(jī)研制初期,失敗與挫折是家常便飯。”中國工程院院士、航天科技集團(tuán)六院科技委主任張貴田說。

            據(jù)了解,液氧煤油發(fā)動機(jī)各方面性能都有大幅度提高,這就意味著發(fā)動機(jī)及各部件要在比現(xiàn)有發(fā)動機(jī)更惡劣的條件下工作。這不僅加大了發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)難度,而且對加工、試驗(yàn)設(shè)備以及材料、工藝等提出了更高的要求。

            如同飛機(jī)起飛和降落是最難控制的時段一樣,液體火箭發(fā)動機(jī)的起動和關(guān)機(jī)是最復(fù)雜最難設(shè)計(jì)的動態(tài)過程,尤其是起動過程,在零點(diǎn)幾秒內(nèi),發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)動件要從不轉(zhuǎn)動加速到每秒幾萬轉(zhuǎn)的高轉(zhuǎn)速;燃燒組件要從環(huán)境溫度達(dá)到三四千攝氏度的高溫,起動過程的每個指令都必須精確到百分之幾秒,甚至千分之幾秒。任何一個環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)不好,都可能導(dǎo)致發(fā)動機(jī)故障甚至爆炸。

            液氧煤油發(fā)動機(jī)剛開始進(jìn)行的幾次整機(jī)試車都失敗了,外界也出現(xiàn)了質(zhì)疑聲。經(jīng)過緊張激烈的艱苦攻關(guān),設(shè)計(jì)人員終于摸清了試車失敗的根源,設(shè)計(jì)了最理想的起動方案和起動程序。

            六院黨委書記黃亮說,科研人員正是憑著鍥而不舍的精神,連續(xù)闖過了渦輪泵聯(lián)動試驗(yàn)、半系統(tǒng)試驗(yàn)、整機(jī)試驗(yàn)三大難關(guān),成功實(shí)現(xiàn)整機(jī)600秒長程試驗(yàn)。

            在國外航天專家眼里,建設(shè)一座數(shù)百噸推力規(guī)模的發(fā)動機(jī)試車臺,從主體奠基到正式試驗(yàn)投產(chǎn),至少要用三年時間,而六院人僅用了一年半。經(jīng)過考臺試車和正式試車的驗(yàn)證,這座亞洲第一試車臺的總體設(shè)計(jì)、技術(shù)、設(shè)備等指標(biāo)均達(dá)到了國內(nèi)外先進(jìn)水平。

            大推力火箭將于2014年首飛,為我國深空探測提供更堅(jiān)實(shí)動力

            據(jù)專家介紹,目前所有飛行狀態(tài)發(fā)動機(jī)均已完成考核任務(wù),開始交付火箭總體進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)。

            譚永華透露,裝備液氧煤油發(fā)動機(jī)的火箭將于2014年首飛,將為我國下一步空間站建設(shè)以及深空探測提供堅(jiān)實(shí)的動力支撐。屆時,中國人的飛天之路將會變得更加順暢,中國航天員將會越飛越高,在太空的工作和生活也會變得更加舒適和美好。

            與此同時,新一代大推力火箭發(fā)動機(jī)的研制,直接帶動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。譚永華介紹,在六院新一代大推力液氧煤油發(fā)動機(jī)研制中,為了解決高低溫、高壓、強(qiáng)氧化、高轉(zhuǎn)速、大功率等問題,六院與相關(guān)單位一起研制開發(fā)了近50種新材料,包括高強(qiáng)度耐氧化的不銹鋼、高溫合金、納米涂層、鍍層、橡膠等等。

            在新工藝方面,通過技術(shù)攻關(guān)突破了30多項(xiàng)關(guān)鍵工藝,其中多項(xiàng)技術(shù)達(dá)到國內(nèi)甚至國際領(lǐng)先水平,并擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。同時,這些新技術(shù)在民用領(lǐng)域也會有很大的應(yīng)用前景。(人民網(wǎng))

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