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推力可達500噸!世界最大推力整體式固體發動機試車成功

近年來,中國航天事業蓬勃發展,取得了諸多歷史性成就。

前不久,中國的“神舟十三號”載人飛船搭載“長征”二號 F 遙十三運載火箭,在甘肅市的酒泉衛星發射中心成功發射。這是中國第 21 次開展載人航天飛行任務,並重新整理了駐留太空時長的新紀錄,而時間的增長也意味著更多太空任務的完成。

10 月 19 日,由中國自主研製,同時是全球範圍內推力最大的整體式固體火箭發動機在西安試車獲得圓滿成功,實現了中國在固體運載能力上的巨大飛躍。

據悉,該發動機不僅易試用,而且衝質比最高,對未來大型、重型運載火箭技術的發展起到實際的推動作用,同時給中國運載火箭帶來更多助推器的選項。

此外,該發動機出自中國航天科技集團第四研究院,在高效能纖維複合材料殼體、超大尺寸噴管以及高裝填整體澆注成型燃燒室等支援下,其綜合性能在全球遙遙領先,推力可達到 500 噸。

推力可達500噸!世界最大推力整體式固體發動機試車成功

圖 | 世界上推力最大的整體式固體火箭發動機(來源:見水印)

迄今為止,中國固體火箭發動機事業已歷經十多年的發展,其研製出的固體火箭發動機迎來直徑與推力的大幅飛躍,並取得了一系列成就,實現了從無到有、從弱到強、從小到大的巨大進步。

“十一五”時期,中國運載火箭遇到固體火箭發動機上的技術瓶頸。對此,中國採取“整體式”和“分段式”兩條技術路線,從大推力和高效能兩方面著手,開展了大型固體發動機的深入研究,立志走在全球航天事業發展的前沿。

據瞭解,與傳統的整體式固體火箭發動機不同,分段式固體火箭發動機是由獨立的各部分結構連線而成,且每部分有各自的殼體、推進劑藥柱(propellant grain)和保溫結構等,適用於特大型固體火箭,便於裝藥和運輸等。

2009 年,中國成功研製出推力達 120 噸的整體式固體發動機,其直徑為 2 米,不僅是中國固體動力向宇航運載領域邁進的關鍵轉折點,還助力了中國第一個全固體運載火箭的立項研製。

除整體式固體發動機之外,中國在分段式發動機的研製上也成就不斷,分段對接技術逐漸成熟。

基於此前研製出的推力達 120 噸的整體式固體火箭發動機,中國於 2016 年對推力同樣為 120 噸的分段式發動機進行了地面熱試車。

據瞭解,該發動機的直徑為 2 米,其燃燒室由 2 個艙段對接而成,不僅證明了中國固體發動機分段對接技術的可靠性,還對中國首型捆綁固體助推器運載火箭 CZ-6A 的立項研製起到了直接推動的作用。

隨後,中國又接連進行了直徑為 3 米、3。2 米的分段式固定火箭發動機試車。

毋庸置疑的是,中國的分段對接技術成熟度正在迅速提升中。

為在商業航天行業佔據有利市場,中國又在 2019 年自主研製出推力達 200 噸、直徑為 2。6 米的整體式固體發動機。一方面,該發動機再次使中國航天的固體運載能力得到提升;另一方面,其加速了“捷龍三號”商業航天運載火箭的研製程序。

此外,中國在民用航天事業上也不落後。2020 年底,由中國獨立研發且適用於民用航天的 3 分段固體發動機進行地面熱試車,並取得成功,其直徑為 3。2 米。

值得一提的是,這是中國可工作時長最久且裝藥量最大的固體分段式火箭發動機,展現了中國在固體火箭發動機方面的研發實力。

而此次中國研製出的 500 噸推力整體式固體發動機,創下了大型整體式固體火箭發動機的新紀錄,將為中國新型固體運載火箭產業提供更強勁的動力。此外,該發動機具有更高的價效比,將極大地提高中國固體火箭在商業航天市場的地位。

至此,中國大型整體式固體火箭發動機技術躋身全球領先地位。

目前,中國航天科技集團第四研究院正以 500 噸推力整體式固體發動機的研發經驗為支援,大力研究 3。5 米直徑的分段式固體發動機,其推力目標為千噸以上,旨在應用於大型、重型運載火箭的固體助推器中。

如果中國能研製出千噸級推力的分段式固體發動機,將為其固體、液體運載火箭的發展帶來極大的動力支撐,並有助於航天運輸系統的全面建立,從而跟上中國載人航天、登陸月球、探索太空等活動的運載需求。

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