北京航天动力研究所氢氧连续爆轰火箭式发动机完成首次热试验考核

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中国新一代载人火箭三级发动机整机首次长程试验成功

中国航天科技集团微信公众号16日消息,6月14日,在中国航天科技集团有限公司六院101所,我国新一代载人运载火箭三级发动机整机首次长程多次点火试验圆满完成,标志着该发动机具备转入初样研制阶段的条件。

该发动机是我国首台采用低压火炬点火方式的上面级氢氧发动机。本次试验考核了发动机及组件状态、火炬点火系统工作可靠性、实时故障诊断系统原理验证等关键技术。

云岗传来巨大轰鸣声,这是我国首台氢氧发动机,这给航天带来了什么好处呢?

北京云冈传来巨大的轰鸣声,中国的大推力氢氧发动机正在这里进行今年的首次试运行。发动机启动520秒后,顺利完成测试任务,正常关机。此后,今年的首次试运行取得了圆满成功。在北京云冈的试验任务是发动机的第二次远程试车,第一次完全成功。这台发动机的可靠性可以通过这次试验来证明。研发成功后,可用于各种航天设备。

一、是氢氧比高,氢氧的热值很高,而氢的分子量很小所以氢氧比冲是目前火箭发动机中最高的。比如传统发动机的比冲只有300S左右,高科技优质煤油发动机是33S下一个大家经常提到的甲烷发动机比冲只有33s,氢发动机比冲可以达到450S以上。更高的比冲意味着同样的变速,氢氧发动机需要携带更少的燃料和更强的核心级,这将降低发动机本身的功耗。简而言之,它将有助于减轻火箭的重量。

二、它的高可用性。众所周知,氢气是最早设计的电池燃料之一,产品也比较单一。垃圾清理后,只剩下水电。水可以作为生命支持系统的食物当然不能喝,因为宇宙飞船一般都装有处理器。电对飞船来说刚刚好。再次,氢氧发动机的燃料不含碳,所以其产品只含水,更便于重复利用。而且,这样的燃料产品也避免了事故,降低了运载火箭的风险。由于产品复杂,种类繁多,在燃烧不充分的情况下,其产生的固体颗粒可能会堵塞发动机管路,严重时可能导致发动机无法重复使用。

三、所以氢氧发动机相比常规发动机优势明显,这也是美国在发展航天飞机时首先选择氢氧发动机的原因。当然,好东西不是那么容易得到的。氢氧发动机优势突出,但研制过程也异常艰难。因为氢分子的特性,比如沸点和分子大小,燃料箱的材料选择,氢分子本身的储存等等。,国内的研究团队是层层测试的。

超大运力火箭或将提前实现,最大的分段式固体火箭发动机试车成功

我们一直渴望超大运力"长征九号"运载火箭的首发,但是最近传来了另一个好消息,航天迷们为其兴奋不已。就在12月30日,在我国的航天航空名城——西安,中国首个直径最大、装药量最大、工作时间最长的固体分段式助推器试车圆满成功。

这是民用航天3.2米三分段大型固体火箭发动机地面首次热试车,它的成功意味着我们超大推力火箭或将提前到来。那么为什么我们要研制超大推力发动机呢?固体火箭发动机如此重要?这将给我国的航天事业带来怎样的新格局?

不久前嫦娥五号圆满完成月球挖土任务,成功返回。总负荷820kg的探测器带回来1732g月壤,完成了探月工程四期的"绕、月、回"的收官之作,下一步就是向着载人登月,在月球建立研究基地进发。火星探测器"天问一号"此时距离目的地还有2个多月的时间,我国主导的新一代空间站将在未来两年有长征2F火箭分11次送上太空,这一切亟需超大运力的运载火箭。

2020年是我国航天 历史 上值得永远铭记的一年,长征系列火箭悉数亮相,并有着明显的特征,新老交替,改型、新型研制火箭首发较多,而无论是可回收火箭的前期机型——长征八号首发成功,还是长征十一号固体运载火箭11战全胜,都意味着,我们将开创运载火箭的新纪元。

而从2015年首飞以来,长征11号固体运载火箭已经完成了9次陆地发射,2次海上发射。承担长征11号全部四级固体主发动机的研制生产任务是航空四院,他们从2008年开始,率先开展了120吨整体式大推力固体火箭发动机关键技术研究。2009年3月,120吨大推力整体式固体火箭发动机关键技术考核地面热试车取得圆满成功。2012年,长征十一号火箭正式立项启动研制,2015年首飞。2018年直径3.2米3分段技术验证固体发动机立项研制,2020年12月30日热试车圆满成功。按照之前的进度,超大推力固体运载火箭将在2年后诞生。

目前长征九号正在进展的研制当中,根据长征八号总工程师之前透露,我们的火箭研制已经具备全数字化模拟平台,预计"921"很快就会面世,但更加令人兴奋的是固体运载火箭的出色表现,从首次执行运载任务以来已经11战全胜,其简单方便,多平台灵活发射的特性让其独特性更加完美,能在海上、移动发射场择机发射,无论是对 星座 进行补充,还是承担太空应急任务,都具有独特的使命性。

2020年5月30日,长征十一号运载火箭将新技术试验卫星G星、新技术试验卫星H星送入预定轨道,"一箭双星"发射取得圆满成功。这里有四个首次:一是首次采用新型发射平台实施发射;二是首次在西昌卫星发射中心执行发射任务;三是首次采用2米直径整流罩;四是

发动机经过筒箭组合运输达2000km。今年12月上旬的成功发射完美成功背后意味着整箭灵活运输,实现了连续11次高精度入轨、连续11次箭上质量零问题、连续11次零窗口准时发射,标志着该型火箭高质量保成功能力再上新台阶。

就在今年(12月30日),3.2米三分段大型固体火箭发动机地面热试车在西安取得圆满成功。采用分段技术,意味着可以大幅降低发动机技术难度、研制条件难度以及研制成本。而直径大,装药量多,工作时间长,意味着我们的超大推力固体火箭发动机离实际运用很近了。

可能大家对固体火箭不会陌生,"除了在导弹武器装备领域广泛应用外,固体发动机在宇航运载领域的应用也是"风生水起"。迄今,航天四院提供的固体火箭发动机,已先后在我国第一颗人造地球卫星、第一颗返回式卫星、第一颗试验通信卫星以及系列气象卫星发射及载人航天飞船逃逸救生系统中屡建功勋。"

那么本次实验是如何获得圆满成功的呢?

首先分段式固体发动机其实是将发动机燃烧室分成几段,每一段燃烧室独立绝热、浇注,最终通过模块化组合装配,实现有限直径内大装药、大推力的技术需求。这次实验成功很有可能继续将进行更多段组合的固体发动机。这就像我们放烟花一样,一个纸管里多段燃烧,每次推动效果都不太一样。可以想象短短的2年时间就搞定了超大运力,背后有无数个航天的日以继夜。

据四院大推力固体发动机总设计师王健儒介绍:

最值得一提的是采用了"仿真技术"验证了多分段发动机点火瞬态流场的匹配性,这就极大的降低了成本,也更加全面及时的验证了和收集点数数据。"应用了NBR和CFBR组成的复合绝热结构成型方法,突破了低成本大尺寸喷管结构设计与成型技术,更重要的是为大型多分段发动机总装与总测技术研究提供了支撑。"

不仅如此,为例固体发动机和液体发动模块化混合使用,将给长征家族带来新的澎湃动力。而我们渴望的综合性能达到世界先进水平的500t大推力的整体式固体发动机也在进展研究之中,这些都将极大的加快我们深空 探索 的进程。

未来,深空网络中,最耀眼的的颜色将是那一片红。

我国在航天技术领域主要取得了哪些成就?

我国在航天技术领域取得的主要成就:

1. 1964年6月,自行研制的运载火箭腾空而起,在我国航天史上写下了光辉的一页

2. 1970年,我国用长征号运载火箭,成功地发射了第一颗人造地球卫星——东方红1号,成为继苏联、美国、法国、日本之后,世界上第五个能独立发射人造地球卫星的国家。

3. 1999年,我国成功发射第一艘无人飞船“神舟一号”。

4. 2003年,我国第一艘载人飞船“神舟五号”发射成功,飞行员是杨利伟。继苏联和美国后,我国成为了第三个把人类送入太空的国家。

5. 2005年10月12日上午9点整“神舟”六号载人飞船发射成功。

6. 2008年9月25日,“神舟”七号载人飞船发射成功,并首次进行出舱作业的飞船,突破和掌握出舱活动相关技术。

7. 2011年9月29日,中国第一个目标飞行器和空间实验实“天宫一号”发射成功。

8. 2011年11月3日1时36分,天宫一号目标飞行器与神舟八号飞船完成首次交会对接。

2021年,我国在航天领域的最新成就?

2020年,中国航天全年共执行39次发射任务,发射载荷质量103.06吨,发射次数和发射载荷质量均位居世界第二。其中,长征系列运载火箭完成34次发射。

长征五号B运载火箭首飞成功,拉开载人航天工程空间站阶段任务序幕。长征五号运载火箭全面投入应用发射,成功发射火星探测器和嫦娥五号探测器,实现了我国地球同步转移轨道运载能力由5.5吨级到14吨级的跨越。

长征八号运载火箭首飞成功,有效增强我国高密度发射任务执行能力。太阳同步轨道运载能力达到4.5吨,突破了快速集成设计生产、电气一体化、节流减载等关键技术,实现了发动机推力调节技术的首次工程应用,为可重复使用打下坚实基础,能满足卫星组网工程和商业发射服务需求。

大推力补燃循环氢氧发动机关键技术攻关取得重要进展。我国最大推力分段式固体火箭发动机试车成功,为后续运载能力发展奠定了基础。

在航天器科技活动方面,全年共研制发射航天器77个,航天器总质量102.61吨,数量和质量均位居世界第二。中国航天重大工程和专项任务稳步推进,大幅提升航天技术与应用能力。商业卫星研制机构数量持续增长,研制能力稳步提升,研制卫星类型从技术试验逐步向应用卫星转变。

新一代载人飞船试验船高速再入飞行试验圆满成功。此次试验完成了高速再入返回控制、热防护、群伞+气囊着陆方式、重复使用等技术飞行验证,飞船具备高安全、高可靠、模块化、适应多任务、可重复使用等特点,为中国载人登月飞船“启航”奠定了坚实基础。

嫦娥五号完成世界首次月球轨道无人交会对接。连续实现中国首次地外天体采样、地外天体起飞、地外天体轨道交会对接、第二宇宙速度高速再入返回等多项重大技术突破,完成了探月工程“绕、落、回”三步走发展规划,成为中国航天强国建设的重要里程碑。

“天问一号”火星探测任务迈出中国行星探测第一步。计划在国际上首次通过一次发射实现“环绕、着陆、巡视探测”三大任务,设定了五大科学目标,涉及空间环境、形貌特征、表层结构等研究,将推动中国在行星探测和基础科学研究方面的全面发展。目前,已成功实施环绕火星探测,并计划在2021年5月至6月择机着陆火星,开展巡视探测。

北斗三号全球卫星导航系统提前半年建成并开通。该系统是中国迄今为止规模最大、覆盖范围最广、性能要求最高的巨型复杂航天系统,采用了中国首创的混合星座构型,卫星核心器部件100%国产化。它可提供定位导航授时、全球短报文通信、区域短报文通信、国际搜救、星基增强、地基增强、精密单点定位共7类服务,性能指标达到国际一流水平。“北斗”,已迈进全球服务新时代。

通量宽带卫星系统启动建设。亚太6D通信卫星成功发射,是中国当前通信容量最大、波束最多、输出功率最高、设计程度最复杂的民商用通信卫星。卫星主要为亚太区域用户提供全地域、全天候的卫星宽带通信服务,满足海事通信、机载通信、车载通信以及固定卫星宽带互联网接入等多种应用需求。

高分辨率对地观测系统重大专项收官。这为中国长期稳定获得高分辨全球遥感信息提供了重要保障。中国高分系列卫星已基本形成涵盖不同空间分辨率、不同覆盖宽度、不同谱段、不同重访周期的高分辨率对地观测体系,天基对地观测水平大幅提升,中国卫星数据自主化率进一步加大。高分辨率多模综合成像卫星、资源三号03卫星成功发射,增强了中国综合对地观测能力,其中高分辨率多模综合成像卫星支持多种敏捷成像模式,首次实现“动中成像、多角度成像”,图像获取效率大幅提升。

中国首个海洋水色卫星星座建成。海洋动力环境观测网建设有序推进,海洋一号D卫星成功发射,与在轨的海洋一号C卫星组成中国首个海洋水色卫星星座。海洋二号C星成功发射,与在轨工作的海洋二号B星组网,计划于2021年发射海洋二号D星。届时,海洋二号B/C/D星组网,将组成全球首个海洋动力环境监测网。

“张衡一号”卫星数据参与构建新一代全球地磁场参考模型。该卫星获取了中国首批拥有完全自主知识产权的全球地磁场观测数据,构建了15阶全球地磁场参考模型。“天琴一号”卫星实现国内最高水平的无拖曳控制技术在轨验证,为后续研制空间引力波探测航天器、构建高精度空间惯性基准,奠定了坚实技术基础。

实践二十卫星在轨验证通信、导航、遥感等多领域16项关键技术。卫星搭载的Q/V频段高通量通信载荷总体技术水平达到国际先进水平,为后续1太比特/秒高通量通信卫星和全球低轨互联网卫星研制奠定了基础,激光通信载荷实现10吉比特/秒地球同步轨道星地通信能力,创全球最高速率;量子通信载荷完成全球首次地球同步轨道星地偏振编码稳定传输,为牵引和推动相关领域的发展奠定了良好基础。

世界首次连续纤维增强复合材料太空3D打印完成在轨演示。新一代载人飞船试验船返回舱搭载的“复合材料空间3D打印系统”,在轨期间自主完成了连续纤维增强复合材料样件打印。此次实验,是中国首次太空3D打印,也是世界首次连续纤维增强复合材料太空3D打印实验,对于未来空间站长期在轨运行、超大型结构在轨制造具有重要意义。

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