張芳曼製圖

　　核心提示

　　7月29日，記者從中國航天科技集團獲悉，我國新一代大推力120噸液氧煤油火箭發動機點火試驗獲得成功，將為我國空間站建設和深空探測提供更大動力。大推力發動機將在哪些領域獲應用？有哪些重要意義？

　　標誌我國成為第二個掌握液氧煤油發動機核心技術國家

　　7月29日，記者從中國航天科技集團獲悉，我國新一代大推力120噸液氧煤油火箭發動機在該集團第六研究院點火試驗獲得成功，這將為我國2014年實現長征5號火箭首飛以及進行後續載人航天和月球探測工程等打下堅實基礎。

　　“兩個月前，國家國防科工局剛剛完成了對該型號發動機的項目驗收，標誌著我國成為繼俄羅斯之後第二個完全掌握液氧煤油高壓補燃循環液體火箭發動機核心技術的國家。”中國航天科技集團總經理馬興瑞告訴記者。

　　據介紹，這臺儲存了3年、此前已經歷過兩次極限工況熱試車考驗的發動機，在又一次的挑戰極限考驗中表現完美。這也表明中國航天動力正在經歷新舊更迭，將大大加快我國由航天大國向航天強國邁進的步伐。

　　火箭發動機專家、航天科技集團六院院長譚永華説，自2000年國家正式立項進入工程研製至今的12年間，液氧煤油發動機已先後進行了百餘次試車。從研製高壓補燃循環發動機開始到現在，已突破80余項關鍵和核心技術，先後研製出3種基本型發動機，以及5種適應不同火箭總體飛行狀態的發動機。

　　發動機推力提高六成，火箭運載能力是常規3倍

　　從某種程度上説，探索太空的能力，取決於航天發動機的推力。我國現役長征系列運載火箭，有過推舉神舟九號與天宮一號圓滿完成載人交會對接任務的輝煌，但其推力已經不能滿足未來航天技術發展的需求，研製新一代液體火箭發動機顯得格外迫切。

　　據了解，現階段我國使用的發動機單臺推力是70噸左右，火箭的運載能力在9噸上下。120噸級液氧煤油發動機採用了目前世界上最先進的高壓補燃循環系統，可謂世界航天動力領域的“珠峰”。其推力比我國現有長征系列運載火箭發動機提高60%以上，火箭運載能力是原來的3倍左右；不僅採用的推進劑、循環方式與常規發動機不同，在最高壓力、渦輪功率、推進劑流量等設計參數上，也比現有發動機高出數倍，在推力噸位、性能方面有大幅度提高。

　　與常規發動機相比，液氧煤油發動機還具備諸多的優點：一是推力大；二是沒有污染，液氧和煤油都是環保燃料，而且易於存貯和運輸；三是經濟，比常規發動機推進劑便宜60%；四是可靠性高；五是可重復使用。

　　攻克起動和關機等多道難關，成功實現整機600秒長程試驗

　　大推力火箭發動機作為世界航天動力領域的技術高點，研製過程並非一帆風順。“在整機研製初期，失敗與挫折是家常便飯。”中國工程院院士、航天科技集團六院科技委主任張貴田説。

　　據了解，液氧煤油發動機各方面性能都有大幅度提高，這就意味著發動機及各部件要在比現有發動機更惡劣的條件下工作。這不僅加大了發動機的設計難度，而且對加工、試驗設備以及材料、工藝等提出了更高的要求。

　　如同飛機起飛和降落是最難控制的時段一樣，液體火箭發動機的起動和關機是最複雜最難設計的動態過程，尤其是起動過程，在零點幾秒內，發動機的轉動件要從不轉動加速到每秒幾萬轉的高轉速；燃燒組件要從環境溫度達到三四千攝氏度的高溫，起動過程的每個指令都必須精確到百分之幾秒，甚至千分之幾秒。任何一個環節設計不好，都可能導致發動機故障甚至爆炸。

　　液氧煤油發動機剛開始進行的幾次整機試車都失敗了，外界也出現了質疑聲。經過緊張激烈的艱苦攻關，設計人員終於摸清了試車失敗的根源，設計了最理想的起動方案和起動程序。

　　六院黨委書記黃亮説，科研人員正是憑著鍥而不捨的精神，連續闖過了渦輪泵聯動試驗、半系統試驗、整機試驗三大難關，成功實現整機600秒長程試驗。

　　在國外航天專家眼裏，建設一座數百噸推力規模的發動機試車臺，從主體奠基到正式試驗投産，至少要用三年時間，而六院人僅用了一年半。經過考臺試車和正式試車的驗證，這座亞洲第一試車臺的總體設計、技術、設備等指標均達到了國內外先進水平。

　　大推力火箭將於2014年首飛，為我國深空探測提供更堅實動力

　　據專家介紹，目前所有飛行狀態發動機均已完成考核任務，開始交付火箭總體進行相關試驗。

　　譚永華透露，裝備液氧煤油發動機的火箭將於2014年首飛，將為我國下一步空間站建設以及深空探測提供堅實的動力支撐。屆時，中國人的飛天之路將會變得更加順暢，中國航天員將會越飛越高，在太空的工作和生活也會變得更加舒適和美好。

　　與此同時，新一代大推力火箭發動機的研製，直接帶動了相關産業的發展。譚永華介紹，在六院新一代大推力液氧煤油發動機研製中，為了解決高低溫、高壓、強氧化、高轉速、大功率等問題，六院與相關單位一起研製開發了近50種新材料，包括高強度耐氧化的不銹鋼、高溫合金、納米涂層、鍍層、橡膠等等。

　　在新工藝方面，通過技術攻關突破了30多項關鍵工藝，其中多項技術達到國內甚至國際領先水平，並擁有自主知識産權。同時，這些新技術在民用領域也會有很大的應用前景。