航天四院新突破,世界最大推力 500T 整体式固体火箭发动机试车成功!
近年来,我国固体火箭发动机技术进步成绩十分喜人,但是大型、超大型固体发动机与国家航天运载火箭的长远发展需求、与世界范围内航天固体运载动力技术发展水平相比还存在一定差距。掌握或拥有超大直径、推力数百吨甚至千吨级的大型固体发动机技术,成为后续运载火箭动力技术的中坚,一直是中国航天固体动力人追求的目标。
10月19日11时30分,由中国航天科技集团四院自主研制,我国也是世界上推力最大、冲质比最高,易使用的整体式固体火箭发动机地面热试车在西安获得圆满成功。
该发动机直径3.5米,装药量150吨,推力达500吨,采用高压强总体设计、高性能纤维复合材料壳体、高装填整体浇注成型燃烧室、超大尺寸喷管等多项先进技术,发动机综合性能达到世界领先水平。
试验的成功,打通了我国千吨级推力固体发动机发展的关键技术链路,标志着我国固体运载能力实现大幅提升,对推动未来大型、重型运载火箭技术的发展具有重要意义。
运载发展,动力先行。早在“十一五”时期,航天四院就在航天科技集团和总体单位的大力支持下,未雨绸缪,瞄准世界航天发展前沿和我国运载火箭对大推力高性能固体火箭发动机的技术需求,立足“整体式”和“分段式”两条技术路线,先期开展了大型固体发动机的预先研究攻关。
2009 年,在国内率先研制成功了直径 2米、推力 120 吨,当时国内最大的整体式固体火箭发动机,直接推动了我国长征系列运载火箭中第一型全固体运载火箭 CZ-11 的立项研制,成为我国固体动力迈向宇航运载领域的重要里程碑。
2019 年,为进一步提升固体运载能力和商业航天市场竞争力,四院又自主研制成功了直径2.6米、推力200吨的整体式固体发动机,进一步提升了我国航天固体动力运载能力的同时,也推动了捷龙-3 商业航天运载火箭的立项研制。此次直径 3.5 米、推力 500 吨大型发动机的试车成功,为我国未来大型、重型运载火箭型谱发展提供了更多的动力选择。
整体式固体发动机发展的同时,分段式发动机的攻关脚步也从未停歇。“整体打基础,分段再提升”,分段式发动机充分利用“整体和部分”的原理,完美平衡了“性能需求”与“研制运输能力”的矛盾,是固体发动机推力走向更大、性能走向更强的必然选择。2016 年,随着分段对接技术的不断成熟,四院在120 吨整体式大推力发动机的基础上,成功进行了直径 2米分段式发动机地面热试车,发动机燃烧室由 2 个舱段对接而成,推力 120 吨,成功验证了固体发动机分段对接技术,也直接推动了我国首型捆绑固体助推器运载火箭 CZ-6A 的立项研制。
之后,直径 3米、3.2米 分段式发动机相继试车成功,分段对接技术不断发展,技术成熟度快速提升。特别是2020 年 12月30日,四院自主研制的我国直径最大、装药量最大、工作时间最长的固体分段式助推器——民用航天 3.2米3 分段大型固体火箭发动机地面热试车的圆满成功,极大地提升了我国大型固体火箭发动机的技术和能力水平,是四院“十三五”固体动力技术发展的标志性成果之一。