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长征十号主发动机圆满达到试验要求

长征十号是我国负责执行载人登月任务的火箭,主发动机突破了“泵后摆”的关键技术

载人登月火箭长征十号的主发动机点火试验瞬间

N央视 文/图

记者从航天科技集团六院获悉,我国载人登月火箭长征十号的主发动机7月22日又完成了一次点火试车,验证了火箭飞行任务对发动机的要求,为发动机技术状态固化、产品技术基线确立、可靠性提升提供了有力支撑。

此次试车的发动机采用先进的液氧煤油作为燃料,由现役长征五号等新一代运载火箭使用的大推力液氧煤油发动机改进迭代而来,推力达到130吨级,将用于我国载人登月所使用的长征十号运载火箭的芯一级和助推器。

试车是发动机研制过程中的重要环节

据介绍,该发动机在研制过程中应用了许多新材料、新工艺、新技术,科研人员先后攻克了发动机起动关机时序、发动机大范围连续变推力、发动机长寿命高可靠等关键技术难题,为发动机的下一步研制奠定了坚实的基础。

航天科技集团六院165所研究员周献齐说,下半年,还将有若干次的高空模拟试验,以最终确定这个发动机的相关性能和参数,为载人登月主动力发动机的研制作出航天人应有的贡献。

此前,载人登月火箭主发动机已经累计完成了超过3300秒的试车,创造了我国百吨级发动机单台试车新纪录。那么,为什么发动机要试车呢?

发动机被誉为火箭的心脏,是火箭的动力之源。航天科技集团六院11所系列发动机产品总设计师吕发正介绍,发动机试车实际上相当于把发动机整机拿来或者是部分,能够形成一套完成功能的状态,做一个试验台,对发动机进行一个全系统的考核。

一型发动机从研制到交付会经历无数次的试车,小到一个阀门、大到一台完整的发动机,都需要经历千锤百炼,在完成所有研制阶段的试车后,每一台要交付火箭的发动机还需要在试车台上“热一下身”。

突破“泵后摆”技术,大幅提高运载能力

负责执行我国载人登月计划任务的长征十号火箭需要将27吨重的航天器送入奔月轨道,运载能力将是我国现役最强火箭长征五号的3倍左右。为了提高运载能力,研制团队对发动机进行了技术迭代,突破了“泵后摆”技术。

什么是“泵后摆”?火箭在飞行过程中需要通过发动机的摆动来调整飞行轨迹。相比于传统火箭发动机在工作中整体摇摆的方案,“泵后摆”技术可以减少发动机摇摆时所占用的空间,从而可以让更多的发动机安装在火箭上,进而提高火箭的运载能力,是研制更大推力运载火箭的“敲门砖”之一。

专家介绍,用于载人登月的这型主发动机创新采用了“泵后摆”技术,使发动机结构更加紧凑,并可以大幅减少发动机在摆动过程中所占用的空间,因此,在相同直径的火箭箭体上可以安装更多的发动机,满足载人登月火箭的运载能力。

吕发正告诉记者,发动机在工作时内部压力特别大,如何解决高压环境下发动机摆动是实现“泵后摆”需要突破的关键。为此,研制团队进行了多年的攻关,最终突破了这一关键技术,“就像一根水管一样,在低压的时候,管子很容易就卷成一圈了;如果压力高了,这个管子就会像一根直棍子一样掰不动,这就是它(有)难度的地方。最终,我们大概经过了5年~6年的时间,解决了高压摆动的问题”。

□相关链接

长征十号运载火箭

预计2027年具备首飞条件

N新华

近日,中国载人航天工程办公室发布的《关于征集载人月球探测工程月面科学载荷方案的公告》指出,我国载人月球探测工程登月阶段任务已经启动实施,计划先期开展无人登月飞行,并在2030年前实现中国人首次登陆月球。

据了解,我国载人登月的初步方案是:采用两枚运载火箭分别将月面着陆器和载人飞船送至地月转移轨道,飞船和着陆器在环月轨道交会对接,航天员从飞船进入月面着陆器。

据介绍,我国实现载人登月需要在三个主要方面有所突破:第一是研发出重型运载火箭,要能够把人和登月舱送到月球;第二是解决人来往地月的生命保障、安全以及工作条件;第三是进行更多的地面条件的建设,确保各项试验都得到充分验证。

据悉,要实现载人登月,运载火箭的研制是关键。航天科技集团一院火箭专家容易告诉记者,长征十号运载火箭主要用于将月面着陆器和登月飞船送入地月转移轨道。长征十号运载火箭采用液氢、液氧和煤油推进剂。全长约92米,起飞重量约2187吨,起飞推力约2678吨,地月转移轨道运载能力不小于27吨,预计2027年具备首飞条件。

我国已全面部署开展各项研制建设工作,科研人员正在研制长征十号运载火箭、新一代载人飞船、月面着陆器、登月服、载人月球车等装备。

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