火箭发动机里的经济适用男,液氧甲烷发动机( 四 )


按照蓝箭航天的计划,朱雀二号运载火箭未来商用后具备重复使用30 以上的能力,按照这个发射寿命计算的话,火箭每次发射时天鹊发动机工作280秒左右,30次发射就需要8400秒以上,如果再加上安全余量的话,天鹊这款火箭发动机至少要实现持续地面试车时长超过12000万秒以上,才能真的满足火箭重复使用30次以上的发射诉求 。
2000年前没听说液氧甲烷发动机,现在全面开花是技术进步了吗?

火箭发动机里的经济适用男,液氧甲烷发动机


过去几年中围绕着国产大火箭的研制,“两种发动机,三种模块”的构型已经得到了航天爱好者的广泛了解,两种发动机中一是50吨级的液氢/液氧发动机,即采用燃气发生器循环的YF-77;二是120吨级的液氧/煤油发动机,即采用高压补燃循环的YF-100.不过,最近另一款发动机进入了公众的视线,这就是采用液氧/甲烷推进剂的新型60吨级发动机,它由中国航天科技集团六院11所研制,近期成功进行了首次试验 。
据新闻报道,从2006年以来,北京11所深入开展了60吨级液氧甲烷发动机关键技术研究 。经过五年的艰苦攻关,突破了多项关键技术 。液氧/甲烷是非常古老的液体火箭发动机推进剂组合,1931年,德国研制了世界上第一台液氧/甲烷(液化天然气,LNG)发动机,开创了液氧/甲烷火箭发动机的研究历史 。中国研制甲烷发动机的起点非常之早,早在1986-1987年就开展了液氧/烃发动机的预先研究工作 。
先后进行了煤油、甲烷、丙烷的电传热试验和推力室点火热试验,取得了实践经验 。结果表明:三种燃料都能可靠点火;燃烧稳定;积碳的顺序为煤油最大,丙烷次之,甲烷最少;传热性能是甲烷最好,丙烷次之,煤油较差;结焦的顺序同积碳 。但由于需要集中力量消化引进技术,并且将有限的资源集中于少数几种重点型号上,因此没有看到样机的出现,但相关的技术探索一直在进行之中 。
120吨级的YF-100高压补燃煤油机和50吨级的YF-50氢氧机过去几年一直是舆论关注的重点,而近期国产液氧/甲烷试验发动机浮出水面,受到了一定的关注航天六院11所是什么单位?在庞大的中国航天系统中,航天六院和其他研究院一样扮演者自身特殊的角色 。现在我们所说的航天六院,是2008年重组后的新六院 。新六院整合了我国位于陕西、北京、上海三地的液体动力专业资源——原六院及其成员单位,以及11所、101所、上海801所等,总部设在西安,共由10个研究所、工厂组成,并控股上市公司——陕西航天动力高科技股份有限公司 。
新六院是我国唯一集型号和运载火箭主动力系统、轨姿控动力系统、空间飞行器推进系统的研究、设计、生产、试验于一体的航天液体动力专业研究院 。在六院中11所于1958年4月创建于北京,现位于古城西安的航天城,是承担我国航天大型运载器用液体火箭发动机研究、设计、生产和试验任务的综合性工程研究设计所 。六院有两座大型火箭发动机试车台,一座是位于秦岭南麓一条山沟里的常规液体火箭发动机试车台,一座是位于西安南郊的液氧煤油发动机试车台 。
常规液体火箭发动机试车台已经有近40年的“沟龄”,它承担了400多次发动机试车任务,曾经是亚洲最大的液体火箭发动机试车台 。液氧/煤油发动机试车台是专门为YF-100试车而言之的,最大可以试验500吨级发动机,是美、俄两国之外最大的液体火箭发动机试车台 。除此之外,六院还拥有全国规模最大、系统最全的泵水力试验室,全国最完善的阀门液流试验室,全国唯一的液体火箭发动机基础理论研究室 。

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