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長征六號發動機:航天新動力 中國新高度

發布日期:2015-09-20 中國新聞網 CrossL
長征六號發動機:航天新動力 中國新高度

彩票河北20选5开奖公告 www.fkrgr.com 中新網西安9月20日電 (楊軍 朱怡藍)地處西安航天基地的中國航天科技集團六院研制的液氧煤油發動機,填補了中國補燃循環發動機的技術空白,使中國航天動力進入綠色環保新時代。

中國成為繼前蘇聯之后第二個掌握高壓補燃循環液氧煤油發動機技術的國家,同時,長征六號也開創了中國發動機領域的多個第一。

航天新動力:“新”在哪里

一是新在廉價環保。綠色環保是液氧煤油發動機的一大特點,實現了中國火箭動力從常規至綠色無毒的巨大跨越。

在新一代發動機研究之初,就決定選擇無毒的液氧和烴類推進劑,研制人員通過比較煤油、甲烷和丙烷等幾種推進劑,確定了代表技術發展趨勢的液氧煤油作為推進劑。然而,火箭“喝”的煤油不同于一般的煤油,具有密度大、熱值高等特點,經過努力,中國研制出了國產的火箭煤油。

同時,液氧煤油發動機推進劑具有來源廣泛、價格低廉的優點,平均價格比現役火箭的推進劑低一個數量級。以發射神舟飛船的CZ-2F火箭為例,如果采用液氧煤油,每次發射可以節約推進劑費用上千萬元。

二是新在集多項新技術于一身。液氧煤油發動機突破了高壓補燃關鍵技術80余項,其中,最為突出的是以下7項新技術:

先進的補燃循環技術:液氧煤油發動機采用補燃循環是一種閉式循環,可以使全部推進劑的化學能得到充分釋放,提高了發動機的性能。所謂補燃循環,是燃氣經渦輪做功后進入燃燒室進行二次燃燒(補燃),從而更充分地利用推進劑的能量。相對發生氣循環來說,補燃循環方式的綜合效率更高,但結構較為復雜,設計難度大。

先進的自身起動技術:補燃發動機首先要解決自身起動這一難題。中國以往的發動機需要依靠專門的火藥起動器等裝置,而液氧煤油發動機實現了自身起動,二者的差距如同將老式的手搖拖拉機改為了一擰鑰匙即能啟動的汽車。

大范圍推力調節技術:為了提高運載火箭的性能和適應性,液氧煤油發動機具有大范圍推力調節能力,如同自動檔的汽車,可以實現無級變速。對于載人航天來說,通過推力調節可以有效降低火箭飛行中的加速度,提高航天員的舒適度,降低對航天員的體能要求,使普通人也有望遨游太空。

先進的高效燃燒技術:在空間很小的腔體內完成推進劑的高效燃燒,是液體火箭發動機技術訣竅。液氧煤油發動機燃燒腔體較小,而燃燒效率達到98%以上。

高壓大功率的渦輪泵技術:渦輪泵是發動機的動力源泉,被稱為發動機的心臟。液氧煤油發動機的泵產生的最高壓強達到500個大氣壓,相當于把上海的海水打到5000米的青藏高原。

多次試車技術:液氧煤油發動機具有多次工作的能力,發動機生產出來后可以進行試車考核,通過“磨合”試驗后重新校準、檢查,合格后再交付使用,使發動機的精確度和可靠性得到保證。同時,可以在此技術基礎上研制重復使用的發動機,使運載火箭能像實現天地往返的可重復飛行。

先進的試驗技術:為了保證液氧煤油發動機的研制,中國航天科技集團公司六院建設了亞洲最大的火箭發動機試車臺和大功率泵試驗室,為中國研制載人登月重型運載火箭的大推力發動機奠定了基礎。

三是新在用途廣泛。液氧煤油發動機可以通過發動機臺數的??榛楹?,形成低軌道10—25噸、太陽同步軌道5—15噸、地球同步轉移軌道6—13噸的運載能力,與國外最先進的“阿里安5”、“宇宙神5”、“德爾塔4”以及正在研制的“安加拉”運載火箭處于同一水平。

同時,液氧煤油發動機還能替換現役火箭發動機,不僅能實現現役火箭的綠色環保,還能大幅提升火箭的運載能力。以CZ-2F火箭為例,其下面級采用的常規推進劑8臺發動機,運載能力約為9噸,如果換成液氧煤油發動機,只需要6臺就能將運載能力提升到13.5噸。<娛樂新聞 yl.www.fkrgr.com>

四是新在促進技術發展。液氧煤油發動機材料新,技術新,基于國內當時的工業基礎,都無法找到相應的材料。通過發動機的研制,中國突破并掌握了多項新工藝和新材料,研制開發了近50種新材料,突破了30多項關鍵工藝。

中國新高度,“高”在何處?

隨著長征六號運載火箭一飛沖天,中國航天動力不僅進入了綠色無毒時代,也將中國航天動力推上了新高度。

長六火箭的動力系統,使用的是中國航天科技集團六院研制的兩型液氧煤油發動機,在長六火箭一級采用了一臺120噸液氧煤油發動機,在火箭二級,使用的是一臺18噸液氧煤油發動機。

中國現役火箭發動機的單臺推力在70噸左右,120噸液氧煤油發動機的誕生,一舉將中國火箭發動機單臺推力提升了60%,這將極大提升中國進入空間的能力。

除了長六火箭以外,中國新一代運載火箭家族中的長征五號,長征七號也將使用120噸的液氧煤油發動機,“120噸級液氧煤油發動機的研制成功,將為我國載人航天工程、月球探測工程以及下一步深空探測工程奠定堅實的基礎?!繃涸撼ぬ酚闌硎?,“發展航天,動力先行,液氧煤油發動機將推動我國加快由航天大國邁向航天強國的步伐?!?/p>

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