集多項新技術(shù)于一身

　　液氧煤油發(fā)動機(jī)突破了關(guān)鍵技術(shù)80余項，其中最突出有7項。

　　液氧煤油發(fā)動機(jī)采用了先進(jìn)的補(bǔ)燃循環(huán)技術(shù)。這是一種閉式循環(huán)，可以使全部推進(jìn)劑的化學(xué)能得到充分釋放，提高了發(fā)動機(jī)的性能。所謂補(bǔ)燃循環(huán)，是燃?xì)饨?jīng)渦輪做功后進(jìn)入燃燒室進(jìn)行二次燃燒，從而更充分地利用推進(jìn)劑的能量。相對發(fā)生氣循環(huán)來說，補(bǔ)燃循環(huán)方式的綜合效率更高，但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，設(shè)計難度大。

　　補(bǔ)燃發(fā)動機(jī)首先要解決自身啟動技術(shù)難題。我國以往的發(fā)動機(jī)需要依靠專門的火藥啟動器等裝置，而液氧煤油發(fā)動機(jī)實現(xiàn)了自身啟動，二者的差距如同將老式的手搖拖拉機(jī)改為了一擰鑰匙即能啟動的汽車。

　　為了提高運(yùn)載火箭的性能和適應(yīng)性，液氧煤油發(fā)動機(jī)具有大范圍推力調(diào)節(jié)能力，如同自動擋的汽車，可以實現(xiàn)無級變速。對于載人航天來說，通過推力調(diào)節(jié)可以有效降低火箭飛行中的加速度，提高航天員的舒適度，降低對航天員的體能要求，使普通人也有望遨游太空。

　　資料圖：液氧煤油發(fā)動機(jī)

　　在空間很小的腔體內(nèi)完成推進(jìn)劑的高效燃燒，是液體火箭發(fā)動機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵。液氧煤油發(fā)動機(jī)燃燒腔體較小，而燃燒效率達(dá)到98%以上。

　　渦輪泵是發(fā)動機(jī)的動力源泉，被稱為發(fā)動機(jī)的心臟。液氧煤油發(fā)動機(jī)的泵產(chǎn)生的最高壓強(qiáng)達(dá)到500個大氣壓，相當(dāng)于把上海的海水打到5000米的青藏高原。

　　液氧煤油發(fā)動機(jī)具有多次工作的能力，發(fā)動機(jī)生產(chǎn)出來后可以進(jìn)行試車考核，通過“磨合”試驗后重新校準(zhǔn)、檢查，合格后再交付使用，使發(fā)動機(jī)的精確度和可靠性得到保證。同時可以在此技術(shù)基礎(chǔ)上研制重復(fù)使用發(fā)動機(jī)，將使運(yùn)載火箭實現(xiàn)天地往返的可重復(fù)飛行。

　　為了保證液氧煤油發(fā)動機(jī)的研制，中國航天科技集團(tuán)公司六院建設(shè)了亞洲最大的火箭發(fā)動機(jī)試車臺和大功率泵試驗室，為我國研制載人登月重型運(yùn)載火箭的大推力發(fā)動機(jī)奠定了基礎(chǔ)。

　　用途廣泛

　　液氧煤油發(fā)動機(jī)可以通過發(fā)動機(jī)臺數(shù)的模塊化組合，形成低軌道10至25噸、太陽同步軌道5至15噸、地球同步轉(zhuǎn)移軌道6至13噸的運(yùn)載能力。與國外最先進(jìn)的“阿里安5”“宇宙神5”“德爾塔4”以及正在研制的“安加拉”運(yùn)載火箭處于同一水平。

　　同時，液氧煤油發(fā)動機(jī)還能替換現(xiàn)役火箭發(fā)動機(jī)，不僅能實現(xiàn)現(xiàn)役火箭的綠色環(huán)保，還能大幅提升火箭的運(yùn)載能力。以長征二號F火箭為例，其下面級采用的常規(guī)推進(jìn)劑8臺發(fā)動機(jī)，運(yùn)載能力約為9噸。如果換成120噸液氧煤油發(fā)動機(jī)，只需要6臺就能將運(yùn)載能力提升到13.5噸。

　　資料圖：阿里安5

　　此外，液氧煤油發(fā)動機(jī)的研制極大促進(jìn)了技術(shù)發(fā)展。其材料新、技術(shù)新，基于國內(nèi)過去的工業(yè)基礎(chǔ)，無法滿足其需求。通過該發(fā)動機(jī)的研制，我國突破并掌握了多項新工藝和新材料，研制開發(fā)了近50種新材料，突破了30多項關(guān)鍵工藝。