120吨液氧煤油发动机试车
9月20日,我国新型三级液体运载火箭“长征六号”在太原卫星发射中心发射成功,一箭搭载20颗小卫星,开创了我国一箭多星发射先河。该火箭一二级发动机首次采用航天科技集团六院研制的无毒无污染液氧煤油发动机,这标志着我国火箭动力从常规有毒跨入绿色无毒时代。
“长征六号”是我国研制的新一代无毒无污染的小型运载火箭,具备700千米高度太阳同步轨道、500千克的运载能力。它的发射成功标志着我国与美国、俄罗斯形成领跑一箭多星领域的三甲集团。
实力:液氧煤油发动机技术居“世界第二”
作为“长征六号”火箭使用的全新动力,液氧煤油发动机是我国继前苏联之后第二个掌握高压补燃循环液氧煤油发动机技术的国家。该火箭发动机采用的新一代两型液氧煤油发动机,包含多项新技术和新工艺,使我国现役火箭发动机单台推力提升60%左右,由现有的70吨左右提升至120吨,近地轨道的运载能力从现在的9.2吨提高到25吨,极大提高了我国进入太空的能力。
航天六院院长谭永华说:“120吨级液氧煤油发动机的研制成功,将为我国载人航天工程、月球探测工程以及下一步深空探测工程奠定了坚实的基础。今后,我国新一代运载火箭家族中的长征五号、长征七号也将使用120吨液氧煤油发动机。”
航天六院11所液氧煤油发动机副主任设计师张小平说,目前,在120吨级和18吨级液氧煤油发动机基础上,接近500吨级的液氧煤油发动机已进入研制阶段。未来几年,液氧煤油发动机将全面替换现役四氧化二氮和偏二甲肼为推进剂的常规发动机。2025年前后,我国将形成功能、性能更加丰富完备的液氧煤油发动机系列型谱,进一步巩固我国在火箭液氧煤油发动机领域的领先地位。
攻关:三十载日日夜夜“炼”新品
“以前从事火箭发动机试验,环境是比较恶劣的,原因是试验所用的推进剂不环保,如今,在液氧煤油发动机试验区,可以说天天在氧吧工作。”航天六院165所二室主任郭立有感而发。研究无毒、无污染、高性能液体火箭发动机,是各航天大国梦寐以求的目标。然而,研制这一新型大推力液体火箭面临着众多新技术、新材料、新工艺的挑战。
早在1985年,中国工程院院士、原067基地(航天六院前身)主任张贵田就在中国宇航学会代表大会上,针对液体火箭发动机的现状,提出尽快研制新一代火箭发动机,向国际一流水平看齐的设想。
研究初期,挑战一个接一个。技术方面,新型发动机的最高压力、涡轮功率、推进剂流量等均比现行发动机高出数倍,这大大增加了结构设计、材料、工艺和实验等众多方面的难度,研制攻关一度无法继续进行。
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