我航天动力跨入绿色无毒时代
为了提高运载火箭的性能和适应性,液氧煤油发动机具有大范围推力调节能力,如同自动挡的汽车,可以实现无级变速。对于载人航天来说,通过推力调节可以有效降低火箭飞行中的加速度,提高航天员的舒适度,降低对航天员的体能要求,使普通人也有望遨游太空。
在空间很小的腔体内完成推进剂的高效燃烧,是液体火箭发动机的技术关键。液氧煤油发动机燃烧腔体较小,而燃烧效率达到98%以上。
涡轮泵是发动机的动力源泉,被称为发动机的心脏。液氧煤油发动机的泵产生的最高压强达到500个大气压,相当于把上海的海水打到5000米的青藏高原。
液氧煤油发动机具有多次工作的能力,发动机生产出来后可以进行试车考核,通过“磨合”试验后重新校准、检查,合格后再交付使用,使发动机的精确度和可靠性得到保证。同时可以在此技术基础上研制重复使用发动机,将使运载火箭实现天地往返的可重复飞行。
为了保证液氧煤油发动机的研制,中国航天科技集团公司六院建设了亚洲最大的火箭发动机试车台和大功率泵试验室,为我国研制载人登月重型运载火箭的大推力发动机奠定了基础。
用途广泛
液氧煤油发动机可以通过发动机台数的模块化组合,形成低轨道10至25吨、太阳同步轨道5至15吨、地球同步转移轨道6至13吨的运载能力。与国外最先进的“阿里安5”“宇宙神5”“德尔塔4”以及正在研制的“安加拉”运载火箭处于同一水平。
同时,液氧煤油发动机还能替换现役火箭发动机,不仅能实现现役火箭的绿色环保,还能大幅提升火箭的运载能力。以长征二号F火箭为例,其下面级采用的常规推进剂8台发动机,运载能力约为9吨。如果换成120吨液氧煤油发动机,只需要6台就能将运载能力提升到13.5吨。
此外,液氧煤油发动机的研制极大促进了技术发展。其材料新、技术新,基于国内过去的工业基础,无法满足其需求。通过该发动机的研制,我国突破并掌握了多项新工艺和新材料,研制开发了近50种新材料,突破了30多项关键工艺。