中國120噸火箭發動機首次曝光:場景壯觀似火山爆發

2022-01-31 國科環宇


2018年1月26日,央視CCTV9紀錄片頻道《創新中國》節目播出了中國首臺120噸泵後擺火箭發動機首次試車的高清畫面,場面極為壯觀。這次火箭發動機試驗不但使中國成為世界上第二個掌握泵後擺核心技術的國家,而且也為中國研製500噸級重型火箭發動機打開了勝利之門。

此次試車的首臺泵後擺火箭發動機,是在已經進入工程應用階段的120噸液氧煤油高壓補燃發動機基礎上,通過局部調整來驗證對液體火箭發動機泵後擺技術。而這一技術是中國研製500噸級液氧/煤油重型火箭發動機的關鍵,因為只有突破泵後擺技術,才能夠讓更大的火箭發動機實現設計最優化,掃除重型運載火箭發動機研製上的攔路虎。

此次火箭發動機試車試驗,是在中國航天陝西抱龍峪的901試車臺,此試車臺最大承載能力為500噸,多項技術達到世界領先水平。隨著點火的命令,山谷中傳來了火箭發動機的巨大轟鳴和山谷內騰起的水霧,場面極為壯觀。在這次試車的視頻中,可以清晰地看到,柔性連接的高壓搖擺軟管,承受住了渦輪泵排出的高溫高壓富氧燃氣多重考驗,在試驗過程中活動自如,結構可靠。

其實早在2016年8月,中國重型運載火箭500噸級液氧煤油發動機首次燃氣發生器-渦輪泵聯動試驗取得成功。而這次泵後擺技術試車的成功,標誌中國研製500噸級重型火箭發動機的技術,正在被逐一攻克。據中國500噸級液氧煤油發動機設計總負責人李斌表示,為了這次泵後擺技術試車,他和相關科研人員已經花了兩年時間。

這是迄今為止中國公布的最清晰的液氧煤油發動機試車畫面,讓觀眾充分感受到中國火箭澎湃的動力。而這一試車服務的目標,是中國正在研製的500噸級液氧煤油發動機,這比俄羅斯著名的RD-180火箭發動機推力還要大。相信在技術的推動下,中國未來的重型運載火箭將把中國人帶向更遠的深空。

那麼此國產火箭發動機與俄羅斯著名的RD-180火箭發動機比如何?

延伸閱讀:俄羅斯擬向中國出售最先進火箭發動機 美國不淡定了

中國航天近幾年進入了跨越式發展,大火箭、空間站等項目紛紛進入快車道,而俄羅斯人一直都在蹭熱點,對華出售RD-180火箭發動機就不斷被人提起,而近期英國著名的《金融時報》又披露了俄擬對華出售RD-180的新進展。

據2018年1月18日的《金融時報》報導,俄羅斯領先的火箭發動機製造商——動力機械科研生產聯合體(NPO Energomash)上周三向其證實,中國引進RD-180的談判正在進行之中。

RD-180是當今世界最先進的液氧煤油火箭發動機,是一款雙燃燒室、雙噴嘴的火箭發動機。該發動機由RD-170系列衍生而來,採用共享渦輪泵。RD-180使用高壓分級燃燒循環技術,海平面推力390噸,真空推力415噸。

 ▲試車中的RD-180

RD-180其實並不是俄羅斯火箭使用的,俄羅斯著名的能源號火箭,助推器使用的是四燃燒室的RD-170,真空推力達到了790噸,在RD-170基礎上,俄羅斯最先進的中型運載火箭——天頂號使用是RD-171,RD-180其實是給美國專門研製的。

 ▲裝在宇宙神5型火箭一級的RD-180發動機

一切都要從1997年說起,當時美國研製「宇宙神3型」運載火箭,和動力機械科研生產聯合體與美國籤訂合作協議,要求2018年底,共向美國交付101臺RD-180火箭發動機,RD-180都是在俄羅斯生產後交付普.惠公司,然後由普.惠整合進宇宙神3型和現在使用更先進的宇宙神5型火箭上。

 ▲第一種使用RD-180的是宇宙神3型

到2013年後期,動力機械科研生產聯合體已向美國供應了70多臺RD-180火箭發動機,每臺價值1000萬美元,這不僅為這家俄羅斯頂尖的火箭發動機生產企業帶來了巨大利潤,也讓美國撿了大便宜,省得再研製這個級別的液氧煤油發動機,甚至在美歐對俄羅斯這幾年制裁行動中,RD-180和動力機械科研生產聯合體一直都是例外。

《金融時報》這篇報導中,美國不少專家都擔憂中國會將RD-180用於軍事用途,不過,這顯然是他們混淆視聽的說法,液氧儲存那麼難,怎麼可能用於液體洲際飛彈,他們這麼說無非是想獨霸RD-180這個從蘇聯解體得來的大便宜,阻止中國引進、吸收RD-180的技術。

 ▲YF-100液氧煤油火箭發動機

在蘇聯解體後,中國液氧煤油發動機研製過程中,的確曾想獲得這型發動機,但後來只接觸到了次一點的RD-120型(天頂火箭的二級液氧煤油發動機),發展出了現在的120噸級YF-100型液氧煤油發動機,成為長徵5號火箭助推器和長徵7號、6號、8號火箭的芯一級發動機,但中國已經在為長徵9號研製500噸級新一代液氧煤油發動機。

從這個角度來說,RD-180對於中國新型火箭發動機的研製來說,不再是救命稻草,頂多是錦上添花,這次美國又一廂情願強行給自己加戲了。

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