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航天科技四院助力捷龙三号首飞成功

2022-12-09 17:19:15 来源:法治日报 作者: -标准+


□本报记者 廉颖婷

□本报通讯员 王思彤 陈旭 胡大庆


12月9日,捷龙三号固体运载火箭顺利将14颗卫星送入预定轨道。该型火箭是迄今我国以固体动力为主芯级起飞量级最重、运载能力最大、发射场适应能力最强的固体运载火箭。本次发射也是我国首次海上热发射试验取得圆满成功。中国航天科技集团有限公司四院提供该系列火箭全部四级固体发动机、滚控发动机、压力传感器及自毁装置等的研制。

此次首飞试验全面考核了航天科技集团四院四级固体发动机技术方案的合理性和产品综合质量的高可靠性,验证了固体发动机针对海上热发射等全新技术使用的强适应性,是我国全固体运载火箭研制历程中的又一重大突破,对完善优化我国运载火箭型谱、推动空间科学发展意义重大。

捷龙三号的首飞成功,是本年度国内第3型以固体发动机为主动力的运载火箭首飞成功、世界范围内第4型全固体运载火箭首飞成功,此外,本年度以固体动力为助推动力的长征六号甲、太空发射系统(简称SLS)等两型中、大型运载火箭也首飞成功,代表着固体动力在运载领域的“好用”优势不断彰显、主流地位不断巩固。

至此,由航天科技集团四院提供全部固体主动力、助推动力的运载火箭已有5型,其中有3位新成员均不负重托、不辱使命,实现了今年度内首飞即胜。

发动机性能达到世界一流水平

近年来,快速进入空间能力和商业卫星发射市场的需求旺盛,采用固体动力的火箭构造相对简单,具有可靠性高、履约周期短、发射场保障条件少等优势,可为卫星客户提供快速、可靠的发射服务,可以帮助客户在较短时间内验证关键技术、证明研制能力、迅速形成商业闭环。

捷龙三号四级固体发动机采用了高性能轻质复合材料壳体、宽摆角全柔性摆动喷管等多项核心技术,综合性能达到世界一流水平。火箭一级发动机是四院瞄准商业航天发射市场需求,研发的一型高性能纤维缠绕复合材料壳体整体式固体发动机。发动机直径2.65米,装药量71吨,推力达到200吨,是目前国内参加飞行试验的装药量最多、推力最大的高性能复合材料整体式固体发动机。

为了最大限度贴合商业航天需求,四院研制团队通过技术经济一体化手段多管齐下,充分考虑成本、效率因素,不断在成熟发动机型号技术基础上挖掘潜力和优化提升,火箭二级发动机集成了产品化、组合化发展思想,采用了面向功能需求的喷管结构设计和大尺寸工艺关键技术;三级发动机通过大量仿真验证分析,优化了壳体材料;四级发动机通过对成熟发动机的迭代整合,有效提升了发动机的匹配度和适应性。

研制团队以“短、平、快”的工作效率,达到了总体性能“好、快、省”的效果,在确保可靠性的同时,实现了设计成本可控,提高了发动机产品的综合性能。

本次试验是四院固体动力在运载领域第19次、本年度的第7次飞行试验,均取得圆满成功。

更大推力固体发动机迎接商业航天市场

面对未来数量庞大的星座卫星发射,还需要更为强大的固体火箭型号。2021年10月19日,航天科技集团四院直径3.5米、推力达500吨的整体式固体发动机试车成功,是目前世界上推力最大、可工程化应用的整体式固体火箭发动机。该发动机采用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。作为应用方向之一,该发动机后续将作为“捷龙四号”固体运载火箭一级发动机,迎接大规模星座组网发射需求。

整体打基础,分段再提升。在发展整体式固体发动机的同时,航天科技集团四院在分段式发动机领域的攻关也从未停步。分段式发动机通过模块化组合装配,实现有限直径内更大装药、更大推力的技术需求,完美平衡了“性能需求”与“研制能力”的矛盾,是固体发动机推力走向更大、性能走向更强的必然。

目前,基于世界最大500吨推力整体式固体发动机,航天科技集团四院正在积极开展直径3.5米多分段式发动机的研究,最大推力将达到千吨级,可为客户提供规模更大、组合灵活、经济可靠的全方位发射服务,助力商业航天繁荣发展。

经过多年的探索发展,航天科技集团四院运载领域固体火箭发动机已形成了直径1.2米、2米、2.65米、3.5米,推力60t、120t、200吨、500吨、1000吨级的型谱化、系列化能力,为我国运载火箭发射的多样性需求提供了更多的动力选择。

编辑:廉颖婷

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