長五遙四火箭大推力氫氧發動機站上全新起跑線 將用於火星探測

2020-12-04 央視新聞

今天(19日)下午,長徵五號遙四火箭大推力氫氧發動機順利完成了總裝出廠前的最後一項試驗,標誌著這臺發動機性能達到預定要求,即將轉入火箭總裝階段。

使命重大 將用於我國首次火星探測任務

此次試車的標準說法是校準試車,那麼什麼是校準試車?對於火箭發動機來說,這一步有什麼重要意義,又對後續任務又怎樣的影響呢?

長徵五號運載火箭此前已經進行過三次發射,此次試車的氫氧發動機將使用在長徵五號的第四次發射任務中,即我國首次火星探測任務。

我們在火箭上搭載的發動機並不是全新的產品,而是需要先經歷一到兩次的「校準試車」,來提前驗證它的可靠性。而發動機又是一個消耗品,因此,這個校準試車的時長選擇就頗為重要。

航天科技集團六院 長徵五號運載火箭副總設計師 王維彬:我們發動機在火箭上工作一次大概是500秒,現在試車是100秒,把有關的參數都拿到,但是又不過多去犧牲發動機的壽命。如果它確實有些問題,早期也能暴露,就是定的這麼一個短程的試車(時長)。

除了真正要進入太空的這一臺發動機要進行100秒的短程試車外,研製團隊還會抽檢同一批次的其他發動機,進行500秒以上的長時間試車,從側面驗證它的性能和指標。

由於今年長徵五號將迎來多次重要的發射任務,因此,發動機的研製團隊也將經歷不同尋常的考驗。

航天科技集團六院 長徵五號大推力氫氧發動機試驗指揮 王樹光:我們今年有24次試驗任務,其中有12次是驗證可靠性的長程試驗,有12次是準備上天飛行用的短程100秒的校準試驗。從17年開始,我們這三年的試驗次數的話是以往的話大概10年的一個總和。

大推力氫氧發動機站上全新起跑線

大推力氫氧發動機,對於長徵五號來說是一個特別的存在。正是由於它所使用的液氫液氧超低溫燃料,給長五帶來了一個特別的名字,叫做「冰箭」。但同樣,因為它的研製難度最大,如今,隨著長徵五號遙三任務的圓滿成功,大推力氫氧發動機也站在了全新的起跑線上。

在北京航天試驗技術研究所,有一座新建的試車臺,很快就將投入使用。據了解,它是針對在長徵五號遙二任務中出現故障的「氧渦輪泵」而建造的。

航天科技集團六院長徵五號運載火箭副總設計師 王維彬:遙二故障暴露我們一個組件叫氧渦輪泵,後來做了一些改進,但它試車的子樣相當於偏少。就相當於其他大部隊組件都試了4萬秒5萬秒,它改進了之後只試車了幾千秒,所以要單獨給它吃小灶,讓它儘快補上來。

專門為一個組件建造一個試車臺,足以體現大推力氫氧發動機的重要價值。由於氫燃燒只產生水,氫氧發動機可以說是最環保的綠色推進裝置。同時它的性能和效率也是最高的,燃燒後釋放出來的能量更大。

王維彬:通俗的講,就是咱們開車,如果咱們都是按質量來算,比如你加一箱油,比如說五十公斤能開500公裡,你加了液氫可能能開1000公裡以上。

這樣巨大的優勢,也帶來了長徵五號十多年的艱難攻關。如今,我國已經研製成功了三個型號的氫氧發動機。從推力較小的4.5噸級,到長三甲系列搭載的8噸左右,再到長徵五號上真空推力已經達到了70噸。現在,更大推力、更加可靠的大推力氫氧發動機的研製也已經啟程。

王維彬:正在預先研究大概是現有推力的三倍左右的大推力氫氧發動機,現在工作都是在積極推進,並取得了一些成果。一個是性能要高,還有一個叫可靠性要高,因為將來是因為規模越大了,發射載荷意義更重大,不能有任何的閃失。

相關焦點

  • 長徵五號第四枚發動機試驗完成:用於我國首次火星探測
    據報導,1月19日下午,長徵五號遙四運載火箭的大推力氫氧發動機順利完成了總裝出廠前的最後一項試驗,性能達到預定要求,將轉入火箭總裝階段。作為我國目前技術最先進、運力最強大的運載火箭,長徵五號已經成功復飛,接下來的任務相當繁重,空間站、月球和火星探測都離不開它。
  • 長五B運載火箭大推力氫氧發動機可靠性試車成功
    長徵五號系列的大推力氫氧發動機,以其優異的性能和極高的研製難度,被認為是邁向航天強國的重要標誌之一。  隨著「天問一號」火星探測器、嫦娥五號探測器的成功發射,大推力氫氧發動機也逐漸成熟,新的挑戰也已經開啟。  在航天科技集團六院101所,有一座新建的試車臺,去年剛剛投入使用。
  • 向火星進發!大推力氫氧發動機成熟,長徵五號遙四火箭即將總裝
    據環球網消息,長徵五號遙四火箭的大推力氫氧發動機YF-77目前在航天科技集團六院調試成功,完成了總裝出廠的最後一項驗證工作,性能已達預定要求,即將進入火箭的總組裝階段。
  • 長徵五號 B 運載火箭大推力氫氧發動機順利完成型號可靠性試車
    舉報   IT之家1月8日消息據央視等,2021 年 1 月 8 日下午,長徵五號 B 運載火箭大推力氫氧發動機順利完成了型號可靠性試車
  • 汽車有水就能跑——氫氧發動機
    我國的氫氧發動機雖然在上世紀70年代就開始研製,但至今僅有兩種小型氫氧發動機YF-73和YF-75投入使用,最大推力不過8噸。YF-77雖然已經定型投產,但其50噸的推力在各國的氫氧發動機中仍然屬於推力較小的型號。因此,研發新一代大推力氫氧發動機是中國航天工業下一步的重要目標。
  • 變推發動機火星懸停,一舉追平美國半世紀
    就是基於嫦娥三號/四號使用的7500N變推力發動機針對火星環境升級而來的大噴管改良型,與之對比美國火星登陸器使用的都是小推力發動機的並聯組合。美國沒有配套的火星著陸大推力發動機多發並聯組合存在先天設計風險,反推發動機數量增多意味著任何一臺發動機出現推力異常故障都將導致飛船的徹底傾覆
  • 變推發動機火星懸停,一舉追平美國半世紀
    第一次應用性發射的長徵五號剛一開局就碰上了高難度地火轉移軌道任務,地球火星每隔26個月會有一段為期半個月左右的發射時間窗口,為了縮短奔火旅程天問一號被安排在了一條短轉移軌道上,同時利用長徵五號氫氧二級的高比衝優勢,採用近地停泊軌道滑行至指定位置後二次點火直接將天問一號飛船送入地火轉移軌道的方案。
  • 中國火箭發動機在世界上排第幾?真實水平讓人不敢相信
    其次,在氫氧發動機方面,中國目前的主力是YF-75和YF75D以及YF77發動機,但這些發動機的推力均在50噸級以下,但就參照對象的日本來說,其氫氧發動機最大推力已經接近100噸,其比衝也強於YF77,未來中國將研製推力為200噸級的氫氧發動機YF220,該發動機也將應用登月和登火應用的重型火箭長徵9號上。
  • 中國拉開火星探測序幕
    與此同時,長徵五號大推力氫氧發動機和液氧煤油發動機均為全新研製,120噸液氧煤油發動機單臺的推力是目前中國火箭發動機中推力最大的。 ——除此以外,長徵五號火箭採用的5米大直徑箭體結構、全新活動發射平臺、三型高性能環保型火箭發動機等大量新技術,技術跨度大、研製難度高,代表了我國運載火箭技術創新的最高水平。
  • 航天+保定,淶源將規劃重型運載火箭氫氧發動機的試驗中心?
    2021年1月9日,有網友在當日央視朝聞天下欄目中敏銳地發現,中國航天科技集團六院101所一位負責人對記者透露稱,「(我們)後面還規劃在河北的淶源建設一個我們重型運載火箭氫氧發動機的試驗中心」。截圖如下:
  • 長徵九號漸入佳境:第2座試車臺公開,220噸氫氧發動機新節點
    得益於芯一級液氫液氧燃料的高比衝優勢,YF-77發動機的高空性能更為突出,最終芯一級兩臺YF-77氫氧發動機連續工作488秒,將重達21.6噸的新一代載人飛船試驗船直送入軌軌道。825秒單次長程試車,可靠性餘量將進一步呈幾何級提升。
  • 火星探測究竟有多難?難在哪?航天液氧煤油發動機專家:「天問一號...
    從上世紀60年代開始,人類就開啟了火星探測的徵程,1960年人類首次嘗試發射火星探測器至今,已經發射了44次火星任務,其中18次成功,5次部分成功,成功率大約在50%。火星探測究竟有多難呢?難點究竟在哪裡?記者採訪了航天科技集團六院液氧煤油發動機領域(系列)總師劉站國。
  • 長徵五號火箭研製的瓶頸問題本質就是YF77氫氧發動機的可靠性問題
    因此YF77氫氧發動機的1000秒地面長程試車必須要做。今天中國的大推力渦扇噴氣式發動機,「太行」發動機就是如此一步步成長、成熟起來的。而YF77氫氧發動機的成長與成熟也註定必須經過這一漫長的試車修煉過程。
  • 能產生40萬磅推力的太空梭分級燃燒氫氧發動機構造簡介
    太空梭主發動機(Space Shuttle Main Engine,SSME,以下簡稱「主發動機」)是普惠公司的洛克達因分部為太空梭設計的主發動機,在公司內部也稱為RS-25。SSME是西方世界第一種實用化的分級燃燒火箭發動機,也是目前世界最大的分級燃燒氫氧發動機。
  • 胖五連續成功,那麼5800噸級推力的長9進展到哪一步了?
    不過胖五畢竟是一種起飛推力只有1000噸級的「大火箭」,在當今全球的現役火箭運力中可以進入前5甚至是前3的位置。但是和過去一些真正的大火箭比,則還是差了一個大臺階。1250噸的級別,比胖5的起飛推力還大。
  • 胖五連續成功,那麼5800噸級推力的長9進展到哪一步了?
    不過胖五畢竟是一種起飛推力只有1000噸級的「大火箭」,在當今全球的現役火箭運力中可以進入前5甚至是前3的位置。但是和過去一些真正的大火箭比,則還是差了一個大臺階。比如發射美國太空梭的2個固體助推火箭,單純一個的推力就有1250噸的級別,比胖5的起飛推力還大。
  • 吃透YF77氫氧發動機就足以滿足未來中國100年的巨型火箭研製使用需要
    YF77氫氧發動機。>秒的地面「一次性長程試車考核」還沒有順利通過之前,中國未來的長徵五號火箭的YF77氫氧主芯級發動機的持續工作時間都必須縮短為350秒左右。>5米直徑的全新煤油主芯級火箭也能夠很好地兼容YF77氫氧發動機了。
  • 世界最大推力火箭發動機 「沙皇引擎」即將出產: 推力超過 800 噸
    IT之家9月16日消息 據俄羅斯媒體報導,俄羅斯將生產世界最大推力「沙皇引擎」——RD-171MV新型液體火箭發動機。報導稱,RD-171MV重10.3噸,推力超過800噸,服役後將使俄羅斯在火箭發動機研製領域保持世界領先地位。
  • 長徵五號總師說:這是首次執行應用性發射,將開創中國火箭新時代
    在測控系統的支持下,飛行約7個月後,天問一號探測器將到達火星附近,通過「剎車」完成火星捕獲,進入環火軌道,並擇機開展著陸、巡視等任務,進行火星科學探測。而此次長徵五號的發射窗口時間也只有600秒,也就是10分鐘,需要將幾百上千噸的飛船推到太空之中,在世界火星探測器重量排名中,「天問一號」火星探測器以5噸的體重位列第一,比「嫦娥四號」月球探測器重了一噸多,是我們航天事業上首次發射這麼大重量的探測器。