揭秘!这个中国“神器”,如何做到世界第一?

新华每日电讯 2021-10-23 22:34 27641

来源:央视军事

近日

国产500吨级

整体式固体火箭发动机试车

圆满成功

这一消息迅速火爆全网

长度12.7米、直径3.5米

推力500吨

这组数据打破世界纪录

500吨的推力意味着什么?

这一“神器”背后有什么故事?

本期“央视军事披露”

带你揭秘!

500吨推力=瞬时推动300多辆车

通常,一辆小轿车的重量在1.5吨左右,而500吨的推力则意味着可以瞬时推动300多辆小轿车,足以可见航天固体发动机的磅礴伟力。

长度12.7米,直径3.5米,推力500吨,这组看似普通的数据,为何打破了世界纪录?

据中国航天科技集团四院大推力固体发动机总设计师王健儒介绍:

“3.5米意味着,目前世界范围内能做到,具备工程应用的、又能拉着来回运输跑、具有机动性,最大直径的上限。因为我国整个铁路运输二级超限是3.8米,液体火箭的外面还要加固,所以再大就无法运输了。

鲜为人知的是,固体发动机的推力和长度成正比。世界上现有的大推力固体火箭,都是靠多段组合实现的,而单段性能,基本上就决定了整个多段固体火箭的性能。”

例如,美国航天飞机使用的固体助推器SRB,由四段组成,高45米,直径3.7米,推力约1245吨,一度是世界上最大的固体燃料火箭。按此计算,我国正在开展的直径3.5米级五段式发动机的研究,最大推力将遥遥领先,也将为我国未来大型、重型运载火箭型谱发展,提供更多的动力选择。

王健儒说:“我们攻克分段技术的关键技术后,再攻克3.5米整体式的发动机技术,这两个技术结合,就能实现千吨以上的固体发动机的技术。分段式也是朝着千吨以上,1000吨、1500吨大推力发动机来发展。”

如何打破世界纪录?

听总师揭秘!

固体火箭本质上是缓慢燃烧的“炸药桶”,分段式制造组装极其复杂困难。

据王健儒介绍:“分段发动机的核心是燃烧室,需要将其分成好几节。而整体式需要承受像8~10兆帕的高压,还有高温,不能泄漏。整体式不存在对接口,但若要将其分成几节,对接部分连接结构的可靠性、密封性能、绝热性这些都非常难,一旦出问题就会有灾难性的后果。”

相比液体火箭,固体火箭非常神秘,以往更多用于导弹武器。但实际上,航天领域对推力与爆发力有着特殊需求。大推力固体火箭发动机,是目前世界各国航天运载技术竞相发展的重点。

中国航天科技集团四院大推力固体发动机总设计师王健儒:“固体结构比较简单可靠,容易实现大推力。对发射场来讲,后勤保障非常少。固体发动机到发射场以后基本没有任何操作,火工品检测通过后就可以点火,不像液体火箭发射前要加注等一些复杂的检测。”

经过十年攻关,王健儒团队攻克大推力固体火箭发动机最核心技术。

据王健儒介绍:“固体发动机最核心的就是后面的喷火装置——喷管,喷管里的结构件研制难度非常大。

喷管出口的气流速度非常大,并且固体火箭发动机还有一个特点,它的燃气里有大量的颗粒,像这种二相流的产物去冲击结构件时,它的冲刷力度很大,相当于子弹的速度去冲击喉衬,冲击喷管的材料。其能扛住3500℃的温度,并且还是在高温高压和高速这样的一个气流作用。就是想要保证整个结构件的结构完整,要能承受住这样的一个恶劣的环境,这是比较难的。”

喷管最关键部位是喉衬,经过多轮攻坚和失败,最终取得了材料重大突破。

王健儒说:“拿我们喷管上喉衬材料来讲,喉部最窄的一个地方,所有的燃气都要从这里出去,这的工况非常恶劣,必须要采用全新工艺。在一次验证过程中,喉衬跑了,我们在离试车台很远的地里才把残骸找到,找回来后再解剖再分析。”

期待!

明年还有首飞!

王健儒还透露接下来的两个攻关方向:

“整体500吨,下一步我们就是把它换成矢量喷管,工作期间能摆动,完全直接可以结合工程应用背景,直接可以去上天飞行。

明年我们有2.6米直径的发动机要首飞。希望两年后再有3.5米发动机能够飞行。这些都非常值得期待,这也是固体发动机在运载领域整个发展历程中里程碑式的节点。”

期待

首飞成功!

监制:卢刚 | 责编:赵岑 | 校对:张慧

【如果您有新闻线索,欢迎向我们报料,一经采纳有费用酬谢。报料微信关注:ihxdsb,报料QQ:3386405712】

评论 0

  • 还没有添加任何评论,快去APP中抢沙发吧!

我要评论

猜你喜欢

去APP中参与热议吧