作者:阿琳娜 成楠 荆磊 来源:中国新闻网 发布时间:2020/12/22 19:49:13
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全新动力组合助推长征八号运载火箭首飞成功

 

中新网西安12月22日电 (阿琳娜 成楠 荆磊)由中国航天科技集团六院(简称“航天六院”)提供全系列动力的长征八号运载火箭22日在海南文昌发射场以一箭五星的方式将载荷送入预定轨道,火箭首飞取得圆满成功。航天六院为此次发射用运载火箭提供助推、一级、二级发动机及辅助动力系统。

长征八号是中国首款国家立项商业运载火箭,未来将成为中国主力中型火箭,承担起商业发射的重任。此次发射也为未来火箭回收进行了先期技术验证,为今后长征八号火箭改进版可实现芯级与助推器回收重复使用奠定基础。

在中国长征系列火箭家族中,“八号”是新生的一代,是排在长辈后面的“新人”,属于中型火箭的级别。

与以往研制的“长征系列”火箭相比,长征八号运载火箭是一款两级半构型中型火箭,芯一级和助推器均使用由航天六院研制、生产、试验的120吨级液氧煤油发动机,芯一级配套的2台发动机具备推力调节功能,2个助推器各配套1台具备单向摇摆功能的发动机;芯二级状态与长征三号甲系列火箭三级基本一致,使用航天六院研制的2台8吨级氢氧发动机;为保证精确入轨,火箭还配备了航天六院研制、生产的辅助动力系统。

作为一款中型商用火箭,长征八号的搭载能力得到大幅提升,弥补中国现役运载火箭在太阳同步轨道和地球同步轨道发射能力上的不足。

据了解,120吨级液氧煤油(YF-100)发动机虽然已应用于现役多个火箭型号,但在长征八号火箭的应用,依然需适应新的飞行剖面和环境条件,特别是发动机节流技术的应用,给研制团队带来了新的挑战。

为了降低火箭过载和气动载荷,利于火箭结构设计,此次该发动机在国内首次实现了大推力发动机节流技术的实际飞行应用。作为火箭芯一级的主动力装置,用于火箭芯一级的两台发动机具备75%—100%无级推力调节能力,在飞行过程中可根据火箭需求,对发动机推力进行调节,这也是未来火箭回收的必备技术。

然而节流工况的适应性难点发动机涡轮泵轴向力大范围变化的适应性、燃烧组件宽混合比范围工作的适应性和发动机系统的稳定性等,都对发动机提出了更高的要求。

为实现发动机的可靠工作,航天六院研制团队充分识别技术风险,完成了发动机节流工况工作适应性、组件工作适应性、推力调节技术可靠性、组件环境适应性等多项关键研制项目的分析、仿真及试验验证,与总体进行了深入的技术交流,开展了发动机与总体推力调节控制器、伺服机构等匹配性热试车考核。

火箭二级使用的YF-75氢氧发动机,是中国第二代上面级液氢液氧火箭发动机。中国的氢氧发动机技术诞生于上世纪60年代,历经几代航天人的努力,氢氧发动机技术愈发成熟。1994年首飞成功,2019年刷新“100”次发射次数,是长征三号甲系列火箭的“金牌发动机”。

发动机虽然成熟,航天六院研制人员也丝毫没有掉以轻心。在接到CZ-8火箭配套的需求以后,氢氧发动机队伍考虑到首飞火箭的重要性,确定了“优选配套”的原则。发动机各个组合件立即对库存的产品进行了优选,复查了组合件的生产、装配、试验的记录,从中选择出各项指标均合格包络的优品,并通过技术通知单的形式通知211厂,实现了选优配套,从产品配套伊始即保证了长征八号首飞火箭配套产品高品质要求。

针对CZ-8火箭提出的新的力学环境和自然环境要求,氢氧发动机团队开展了大量的适应性验证试验,以确保首飞任务顺利。通过双机振动试验,考核了YF-75发动机对新的力学环境的适应性,试验结果满足总体要求。针对新的自然环境要求,阀门专业完成了高温典试考核,减压阀通过了高压氦气筛选及-35℃低温环境氦气筛选,电磁阀的排气孔增加了防潮套并完成阀门典试、抽检试车及校准试车考核,保证了阀门对新环境的适应性良好。电器专业对电缆接插件增加了防潮防水工艺措施并通过浸水试验考核,开展了全样验收试验,保证了电缆产品对海南新环境的适应性。

 
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