中國重型火箭發動機突破,航天再無心髒病 為載人登月掃清障礙

日前,中國航天官方社交賬號證實,國產重型火箭發動機測試成功,引發了航天迷的高度關注。據介紹,我國獨立自主研製開發的YF-79型25噸上面級發動機,首次整機熱試車圓滿成功,這是目前全球最大尺寸和推力的閉式膨脹循環發動機試車,標誌着我國長征-9重型運載火箭關鍵技術之一的閉式膨脹循環氫氧發動機研製取得重大突破,同時,也是「四大神器」中第一個完成整機試車的發動機,其重要意義可想而知。

據介紹,近年來,坊間將YF-79、YF-90、YF-130和某甲烷項目四款發動機並成為中國航天「四大神器」,其中前三個型號是我國長征9重型火箭早期方案的配套動力,對我國未來幾十年的航天發展具有至關重要的引領作用。

25噸級膨脹循環氫氧發動機是針對長征9重型運載火箭的第三級主動力需求,專門研製的液體火箭發動機,也可應用於我國未來重型「衛星擺渡車」、金星着陸探測器和火星着落器等其他航天器的上面級。該發動機採用先進循環方式,具備一系列技術優點。分析人士指出,該型發動機特別適用於高性能的可重複啟動上面級發動機,是目前世界上最先進的上面級發動機之一。

20世紀末期和21世紀初,美國、俄羅斯、歐洲和日本均開展了不同推力量級膨脹循環氫氧發動機的研製,我國在該領域起步較晚,曾經一直處於相對落後的局面。21世紀初,我國在長三甲系列火箭上面級YF-75發動機的技術基礎上,獨立自主開展了閉式膨脹循環技術的相關基礎性研究,研製成功的YF-75D發動機用於長征五號運載火箭,於2016年才試飛成功,但此時距離同等水平的國外發動機落後了近20年。

為了趕超世界先進水平,我們開展了25噸級膨脹循環氫氧發動機預先研究,此次熱試車成功意味着我國在該領域已經走到世界最前列。除此之外,我國自行研製的YF-130液氧煤油發動機也取得了重大技術進展。9月5日上午,航天科技集團六院165所鳳州試驗區502號試車台,首次完成某型液氧煤油泵後擺發動機試車。據悉,根據我國重型運載火箭動力需求和液體動力技術的發展需要,基於現有研製科研能力的基礎,充分考慮有效控制研製風險,我國於本世紀初提出了研製500噸級液氧煤油發動機技術方案。

在參考了俄羅斯RD-170、RD-180和RD-191等系列液氧煤油發動機的思路後,為實現高比衝要求,我國YF-130液氧煤油發動機採用高壓補燃循環系統和雙推力室方案,為改善啟動品質、控制研製難度和風險、實現起飛前故障檢測,YF-130液氧煤油發動機還採用分級啟動方案和泵後搖擺方案。據悉,隨着關鍵技術逐漸完全攻克,目前我國YF-130液氧煤油發動機已經完成了半系統試車和發動機整機裝配,即將開展整機試車。

最後,我國自行研製的YF-90型220噸級目前已經完成了主要關鍵技術的初步突破,正在開展半系統試驗的相關技術研究,為發動機整機試驗打好基礎。總體上而言,新型重型火箭發動機的技術突破,意味着中國航天再無「心臟病」的隱患,為未來載人登月等深空探測任務掃清了最大的技術障礙。