俄登月火箭發動機:超土星五號F1發動機,熱功率相當於一座水電站

2020-12-05 谷火平觀察

撰文:聞刀

據環球時報報導,俄羅斯正在生產一款人類史上推力最大的航天發動機,這款被稱為"沙皇引擎"的新型液體火箭發動機可以產生800噸的推力,當發動機運轉時燃燒室裡產生的2700萬千瓦的熱功率幾乎相當於一座大型水電站工作時的功率。

俄聯盟號飛船升空

據《今日俄羅斯》電視臺報導,這款發動機名為RD-171MV,是目前人類能生產出的最強大液體發動機,配備有四個燃燒室,使用液氧煤油作為燃料,比美國在土星五號重型火箭的F-1發動機尺寸更小但推力更大。目前這款發動機正在生產中,計劃於年底前進行點火試驗,2021年首次飛行試驗,2022正式投入使用。

如今距阿姆斯特朗登上月球已經時隔半個世紀,世界各國開始重新關注起探月工程。我國今年成功發射嫦娥四號成功在月球背面著陸,而美國重啟探月計劃宣布5年之內讓太空人重返月球,還要在月球建立一個永久的基地,印度最近也成功發射了探月衛星。

而俄羅斯作為航天大國自然不甘落後,俄羅斯聯邦航天局載人航天工程總設計師葉夫根尼·米克林在國際空間站開建20周年的紀念日上表示,俄羅斯的太空人將會在2030年後執行登月任務。

米克林對於俄羅斯的探月計劃作了詳細的解釋,整個過程將會分為三個步驟。首先在2025年之前在空間站上完成一系列載人太空飛行器的測試,並且派出探測器在月球表面進行探測;2025-2030年,派出太空人進行載人登月工程,並且建設簡易的月球基地;2035年之後,俄羅斯將會著重建設月球基地,並且派出自動化機器人協助太空人的工作。無論是想要將航天員送上月球,還是在月球表面建立基地都需要大推力的火箭。而RD-171MV發動機澎湃的動力無疑會為俄羅斯登月工程提供巨大的優勢。

RD-171MV發動機屬於RD-170系列發動機家族的一員。RD-170發動機的研發歷史最早能追溯到1973年,當時蘇聯的N1運載火箭發射失敗之後,蘇聯航空部打算研發一款推力更大的發動機,在斃掉了多種設計方案之後,最後一種測試模型6UK成功通過了模擬燃燒測試,這就是今天俄羅斯RD-170系列火箭發動機的前身。

但是在後續的測試中,該型發動機接連出現了一系列的問題,在1982年6月的一次實驗中,安裝RD-170的天頂號火箭在進行測試後突然發生了爆炸,摧毀了整個火箭和發射架,災難發生後蘇聯火箭設計團隊一度對RD-170發動機的設計提出了質疑,幸好通用機械工業部的新部長貝克諾夫始終支持RD-170發動機的研發,最終證實這是一種優秀的設計。

除了RD-171MV發動機外,RD-180也是一款很優秀的發動機,美國長期以來對這種發動機又愛又恨。美國的"宇宙神5"主力運載火箭的一級發動機就是使用的俄制RD-180發動機,原因在於其可靠性高,性價比高,有大量生產經驗,而美國也缺乏類似的大推力一級發動機。在烏克蘭危機發生後,美國對俄羅斯的態度急轉直下,曾要求美國不再使用俄制發動機,但是因為國內暫時無法生產類似的發動機,對俄的禁令一再取消。

目前俄羅斯方面一直在尋求和中國在航空領域展開合作,俄羅斯在大推力火箭的技術目前領先世界,而中國在電子通訊、集成電路電子製造能力方面處於第一梯隊,兩國將來如果能深度合作,無疑會促進人類航天事業的發展。

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