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我国重复使用火箭研制目标确定

来源:www.timetimetime.net 时间:2019-12-20 编辑:生活观察

作者:傅逸飞资料来源:科技日报发布日期:2018/3/7 13:7573360576054

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中国可重复使用火箭发展的目标确定

NPC代表兼中国航天科技集团第六研究院院长刘志朗日前告诉科技日报,中国正在继续开展以液氧碳氢发动机为代表的可重复使用火箭动力技术的研究, 突破多项关键技术,如连续多次热试运行、大规模推力调节、多次启动、重复使用、产品快速加工等,不退台。

太空运输的最大梦想是开发可重复使用的交通工具,实现“快速、廉价和可靠”的通行空 在国际上,SpaceX、蓝色起源和其他公司率先在火箭的部分回收和再利用方面取得成功。

刘志朗说,中国还制定了可重复使用运载火箭的发展计划。根据近期、中期和长期目标,提出了同步开展工作、形成梯队能力的三种技术途径。 根据主动火箭的结构,将对主发动机的再利用技术及其适应性的提高进行研究。恢复验证将在不久的将来完成,以解决着陆区的安全问题。基于新开发的火箭构型,将开展液氧碳氢化合物发动机的再利用研究,以支持各种回收方案,如垂直和水平回收方案。从中期来看,它将具有一级和二级火箭的再利用能力,并促进两级入轨空间运输业的形成。基于水平起降可重复使用运载火箭的构型,开展吸气式组合发动机的研究,形成单级轨道运载火箭的长期工程应用。 他说,第六研究院优先重视空间液体动力的再利用,并按照三条规划的技术路线整体推进研究工作。 然而,发动机的工作条件是所有热机中最恶劣的,这给再利用带来了巨大的挑战。

与一次性火箭相比,可重复使用的火箭必须首先能够返回和恢复。这个过程要求火箭发动机具有高推力调节能力。 刘志朗表示,主动火箭发动机具有一定的可变推力能力,可以将推力降低到额定推力的70%左右,但要满足回收要求,推力需要降低到额定推力的40%甚至30%。 可变推力的范围越大,设计就越困难。

以发动机燃烧装置为例,一般来说,为了适应推力变化,必须调整燃料流量,即在喷射流量变化较大的情况下,混合燃烧的压力和其他参数必须保持在适当的范围内,以确保相对充分的燃烧。 这就要求燃烧装置的喷嘴流道必须能够跟踪和调节,否则不仅不能保证相应推力流下的喷雾混合燃烧质量,而且可能发生中低频振动或高频燃烧不稳定,导致产品结构的破坏。

一次性火箭发动机可能在几分钟内完成任务,而可重复使用发动机的使用寿命需要大大提高。 这就要求发动机设计理念从强度设计向寿命设计转变,需要解决结构可靠性、健康管理、使用和维护、快速检测、寿命预测和评估等技术。

刘志朗说,为了满足重复使用的要求,需要对发动机结构进行检查。 发动机运行一次后,发动机状况会得到快速评估,包括结构完整性、密封可靠性等。 此外,许多物质会留在空腔中。是否需要清洗,清洗的程度,是否有化学反应或腐蚀问题等。需要进一步研究。 “从长寿命设计到确保结构可靠性和质量稳定性,这是一个难题。 ”他说

此外,刘志朗透露,第六研究院针对更遥远的未来,开展了联合循环动力技术和地面一体化试验的研究。 这项技术旨在将航空空发动机、冲压发动机和火箭发动机结合起来,在大气层内外的不同环境中发挥各自的优势。 他说,这三种动力形式正在不断发展,如果结合起来将是一个巨大的创新,但要实现整体结构效益的最大化、飞行轨迹的优化和良好的经济效益,仍然存在多重困难。

记者了解到,如果联合循环动力开发成功,可以支持可重复使用的飞机水平起降,往返于天地之间,这将大大提高快速进出的能力空 (《科学技术日报》,北京,3月6日)

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