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中国新一代大推火箭箭在弦上,500吨级发动机2018年可完成
送交者:  2018年03月13日19:57:33 于 [世界军事论坛] 发送悄悄话

 据媒体报道,我国正在为新一代重型火箭研发500吨级液氧煤油发动机、200吨级和25吨级液氧液氢发动机,分别用作重型火箭的一级、二级和三级。三型发动机在推力、比冲、推重比等方面均瞄准国际一流水平。其中,500吨级发动机2018年可完成工程样机的整机生产和装配。

  ▲未来重型火箭的方案

  500吨级液氧煤油火箭发动机将继续采用先进的高压补燃循环,中国自YF-100开始掌握了液氧煤油高压补燃技术,成为了世界上第二个掌握该技术的国家。补燃循环是发动机闭式循环中的一种,原理是氧化剂经主泵增压后进入燃气发生器; 燃料经预压泵、一级泵增压后分为两路,少部分经二级泵进一步增压后进入燃气发生器,绝大部分进入推力室; 全部氧化剂与少部分燃料在燃气发生器中燃烧,产生高压富氧燃气,驱动涡轮泵,之后进入推力室,与大部分燃料再次燃烧,从而更充分地释放能量。

  ▲F-1液氧煤油火箭发动机

  补燃循环比另一种主要的循环方式燃气发生器循环的效率更高,但结构较为复杂,设计难度较大。俄罗斯长期在该领域保持世界领先阶段,美国用于登月的土星5号火箭的主发动机,680吨级的F-1发动机也只是采用了燃气发生器循环。美国甚至采购了101台俄罗斯的RD-180火箭发动机,作为宇宙神5号运载火箭的芯级发动机,使之降低了四分之一的发射成本。SpaceX公司用于猎鹰9号火箭的梅林1D液氧煤油发动机仍然采用简单粗暴但效率低下的燃气发生器循环。

  ▲RD-180火箭发动机

  YF-100火箭发动机于1996年开展关键技术攻坚,2000年开始发动机的工程研制,2012年成功通过验收。YF-100与中国以往的火箭发动机相比,拥有更高的效率,更加强劲的推力,效能提高了15-20%,可以大大减少携带的燃料,减小火箭的重量和体积。YF-100火箭发动机以煤油作为燃料、液氧作为氧化剂。有无毒无害、比冲高等优点,价格仅为偏二甲肼的40%,采用了高压补燃循环。YF-100火箭发动机的研发填补了国内空白,也成为了中国目前推力最大的液体火箭发动机,达到了120吨。同时,首次采用寿命周期数字化技术将数字化贯穿产品的设计、试验、制造、管理的全过程,建立全数字化模型后,可以用数字模拟代替实物模拟,大大提高了产品的可靠性,节省了大量的人力物力。为中国研发后续的更大、更强的火箭发动机提供了宝贵的经验、奠定了中国新一代航天事业的坚实基础。

  ▲YF-100火箭发动机

  火箭有多强,航天的舞台就有多大。采用6台YF-100液氧煤油火箭发动机的长征7号能够将14吨物体送入近地轨道,未来将承担“天舟”1号货运飞船的发射任务,为我国未来的航天站提供物资补给。长征6号火箭以1台YF-100发动机作为芯级,能将600千克物体送入700千米高的太阳同步轨道,在首次发射中更是实现了“一箭二十星”。未来的重型火箭一级配备7台500吨级发动机,总推力将达到3500吨。为我国未来进行大型空间基础设施建设、深空探测、载人登月等重大科技工程提供了重要支撑


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