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下一个目标:空间站!长五B运载火箭大推力氢氧发动机可靠性试车成功

来源:央视新闻客户端2021-01-09 查看数0

长征五号系列的大推力氢氧发动机,以其优异的性能和极高的研制难度,被认为是迈向航天强国的重要标志之一。

随着“天问一号”火星探测器、嫦娥五号探测器的成功发射,大推力氢氧发动机也逐渐成熟,新的挑战也已经开启。

在航天科技集团六院101所,有一座新建的试车台,去年刚刚投入使用。据了解,它是针对在长征五号遥二任务中出现故障的“氧涡轮泵”而建造的。

航天科技集团六院 长征五号系列运载火箭副总设计师 王维彬:我们现在通过归零改进以后,隐患就彻底解除了。但是跟发动机其他大组件相比,它(氧涡轮泵)验证得相对少一点,所以单独给它吃个小灶,整个发动机固有可靠性都会大幅度提高。

航天科技集团六院101所 长征五号大推力氢氧发动机试验指挥 王树光:这个试验台是(2020年)3月份完成了验收,7月份进行了考台试验,就是第一次试验。到现在为止已经完成了5次试验。

后续从长远的计划来讲,还准备进行一个系统性的改造,改成我们77发动机(大推力氢氧发动机)的整机试验台,用来试825秒的长程试验。

专门为一个组件建造一个试车台,足以体现大推力氢氧发动机的重要价值。由于氢燃烧只产生水,氢氧发动机可以说是最环保的绿色推进装置。同时它的性能和效率也是最高的,燃烧后释放出来的能量更大。

目前,我国已经研制成功了三个型号的氢氧发动机。从推力较小的4.5吨级,到长三甲系列搭载的8吨左右,再到长征五号上真空推力已经达到了70吨。现在,更大推力、更加可靠的大推力氢氧发动机也已经开始论证。

航天科技集团六院 长征五号系列运载火箭副总设计师 王维彬:根据国家载人登月的要求,现在我们正在研制推力更大的220吨级的氢氧发动机,现在正在做关键技术攻关。现在这个工作已经起到了一些积极的进展,这个也是在77发动机(大推力氢氧发动机)关键技术攻关的基础上,再把技术材料、工艺包括试验技术再有大幅度的提高。

记者探访:中国航天动力的起点

位于北京云岗的航天科技集团六院101所,被称为中国航天动力的起点。

从东风二号导弹到新一代运载火箭;从东方红一号卫星到嫦娥五号探测器,这里承担着我国众多重要型号的研制和试验工作。今天就跟随总台央视记者一起走近这个“神秘”的地方。

总台央视记者 王世玉 :这里是航天101所,大家可以看到在我身后是东风二号导弹的一个实弹。当年东风二号导弹的全弹试验就是在这里完成的。而完成这个试验的试车台,经过改造之后,正是我们长征五号氢氧发动机的试车台。除了东风二号导弹之外,像我们的东方红一号卫星,北斗、嫦娥系列卫星,以及新一代运载火箭的动力试验都是在这里完成的,所以大家在我旁边的这个纪念碑上看到这写着,这里是中国航天动力的起点。

航天科技集团六院101所 长征五号大推力氢氧发动机试验指挥 王树光:我们101所现在整个有大大小小的试验台,有20多座。从功能上划分有三个大的区域。一个是我们现在所在这个位置,是我们的大推力氢氧的试验区,主要是为我们新一代运载火箭服务的。另外还有上面级氢氧发动机试验区,主要是以75和75D这两型的发动机为主,然后还兼顾一些其他阀门组合件的一些试验任务。另外第三个就是姿轨控试验区,主要是进行一些空间发动机的试验任务。后面还规划在河北的涞源建设一个我们重型运载火箭氢氧发动机的试验中心,另外在海南的文昌也是规划建设一个重型运载火箭的动力系统试验中心,能够为未来的重型运载火箭在首飞之前提供一站式的服务。

眼前的新一代运载火箭动力系统试验台,是我国唯一的动力系统试验台,用于长征五号、长征六号、长征七号系列火箭的全箭或多级火箭的子级地面动力试验。

航天科技集团六院101所 长征五号大推力氢氧发动机试验指挥 王树光:从2012年到2015年这三年的时间,先后完成了我们国家长五、长六、长七三个型号,8个模块一共是12次的动力系统试验任务。

除了火箭发动机的动力试验外,这里还承担着空间发动机的试验任务。例如我们熟悉的嫦娥五号探测器上用于着陆和月面起飞的发动机,就是在这里完成的研制和试验。

记者:我们现在看到试验间是?

航天科技集团六院101所 空间试验技术事业部副主任 张伟:进行高空模拟试验用的真空舱,单舱就是200立方的一个容积。我们做嫦娥五号试验的时候,是两个大舱对接,至少是400立方的一个容积。模拟发动机在太空工作的环境。包括模拟发动机变推力的一个过程,包括多次启动这样的一个过程,经历了10多台的这样的一个可靠性验证之后才转正样。

据了解,包括这个真空舱在内的整个姿轨控试验台,是目前亚洲最大的高空模拟试验台,可承担2万牛推力以下的空间发动机试验,达到国际先进水平。


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