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4台發動機同時噴火,總推力超500噸,中國解決了登月大難題

作者:第一軍情
4台發動機同時噴火,總推力超500噸,中國解決了登月大難題

#頭條創作挑戰賽#

文/戰海

據環球時報報道,4月28日,中國自研的130噸級液氧煤油發動機完成4機并聯點火試驗,試驗過程中總推力超過500噸,創下了中國液體燃料發動機上推力最大的一次點火試驗。這也意味着距離中國完全解決大型火箭的關鍵動力問題又近了一步。

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(推力超過500噸的火箭發動機噴出的尾焰)

此次試驗的液體燃料發動機是一種相對比較特别的發動機,其采用了“泵後擺”的模式,也就是說将發動機的搖擺裝置,放在了發動機的後邊,發動機噴口的擺動相對更好控制。将搖擺裝置後置還能為發動機騰出更多工作空間,并減輕發動機的機械結構。當然這麼多的優勢并不是白來的,這種泵後擺模式對搖擺裝置的強度要求很高,尤其是抗高溫高壓能力,此前在120噸級液體燃料發動機上這套系統還沒有裝備,說明關鍵技術還沒有“吃透”,而在130噸級裝備上,已經開始使用這項技術,也說明了這項技術應該是最近一段時間才獲得了完全突破,并應用在了新型火箭發動機上。

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(4台并聯可以獲得更強的推力)

在突破了這項技術後,更複雜的則是四機并聯操作,雖然從外觀上看,是簡單将四台發動機進行了“捆綁”,但在操作方面需要讓四台發動機的操作同步,提供的推力也相應同步,在操作過程中并不容易,雖然大陸此前已經成功使用這項技術,在長征系列火箭的以第一級推進器上,大多已經使用這類并聯發動機,但将4台130噸級的火箭發動機并聯,難度還是非常高的。

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(四機并聯點火試驗)

既然并聯發動機難度較高,大陸為何不直接推動單體大型火箭發動機的研發呢?其實道理更簡單,火箭發動機的推力大小,和尺寸存在正相關的關系,但不是說想要大推力發動機,就直接将小推力發動機的零件放大就能完成。大推力發動機需要的技術和操作比小推力發動機高得多,大推力發動機不但需要更高的密封等級、材料抗壓耐熱等級,在研發成本上遠高于多台相對小型發動機并聯。

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(人類曆史上推力最大的液體燃料發動機RD-170)

是以,中國想要快速提升液體燃料發動機的推力,有必要使用雙管齊下的方式,一方面不間斷推進更大推力液體燃料發動機的研發,另一方面則加強火箭發動機并聯數量、操作的提升。以美國的“獵鷹-9”重型火箭為例,該火箭直接将9台推力在69噸的“默林”發動機并聯,獲得了比咱們這次試驗4台130噸級火箭發動機并聯更大的推力。

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(獵鷹-9火箭并聯了9台“默林-1D”發動機)

目前,中國能夠将4台130噸級火箭發動機并聯已經接近國外先進水準。雖然在推力方面,比不上人類有史以來最強的RD-170液體燃料發動機,但RD-170的單台推力本就大于我們現有的130噸推力液體燃料發動機,未來大陸可以通過提升單台發動機推力的同時,研發4台以上發動機并聯技術以獲得更大的推力,單這也将造成火箭的芯級直徑“飙升”。

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(傳說中的“長征9号”重型火箭)

而目前這4台并聯産生500多噸推力的大型發動機,考慮到其尺寸比較粗大,不排除未來将用在芯級直徑達到10米、神秘的“長征9号”重型運載火箭上,為中國航天的載人登月輸出澎湃動力。

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