為什么火箭發(fā)動機(jī)要試車？準(zhǔn)備工作有哪些？一文了解

來源：央視新聞客戶端

記者從航天科技集團(tuán)六院獲悉，我國載人登月火箭長征十號的主發(fā)動機(jī)昨天又完成了一次點(diǎn)火試車，驗(yàn)證了火箭飛行任務(wù)對發(fā)動機(jī)的要求，為發(fā)動機(jī)技術(shù)狀態(tài)固化、產(chǎn)品技術(shù)基線確立、可靠性提升提供了有力支撐。

火箭發(fā)動機(jī)是需要“試”出來的

此前，載人登月火箭主發(fā)動機(jī)已經(jīng)累計(jì)完成了超過3300秒的試車，創(chuàng)造了我國百噸級發(fā)動機(jī)單臺試車新紀(jì)錄。那為什么發(fā)動機(jī)要試車呢？簡單來說，發(fā)動機(jī)試車就是發(fā)動機(jī)點(diǎn)火并驗(yàn)證其設(shè)計(jì)方案合理性和工藝可靠性的過程，這是一型發(fā)動機(jī)研制和交付等環(huán)節(jié)中不可或缺的重要一環(huán)。

發(fā)動機(jī)被譽(yù)為火箭的心臟，是火箭的動力之源，它的研制過程非常復(fù)雜。試車是發(fā)動機(jī)研制過程中的重要環(huán)節(jié)，種類多達(dá)幾十種，會貫穿發(fā)動機(jī)研制前后的各個階段，每個階段的試車都有不同的意義，點(diǎn)火時長也從幾秒到數(shù)百秒不等。

航天科技集團(tuán)六院11所系列發(fā)動機(jī)產(chǎn)品總設(shè)計(jì)師 呂發(fā)正：發(fā)動機(jī)試車實(shí)際上相當(dāng)于把發(fā)動機(jī)整機(jī)拿來或者是部分整機(jī)能夠形成一套完成功能的狀態(tài)，在一個試驗(yàn)臺上對發(fā)動機(jī)進(jìn)行全系統(tǒng)的考核。

一型發(fā)動機(jī)從研制到交付會經(jīng)歷無數(shù)次的試車，小到一個閥門、大到一臺完整的發(fā)動機(jī)，都需要經(jīng)歷千錘百煉，在完成所有研制階段的試車后，每一臺要交付火箭的發(fā)動機(jī)還需要在試車臺上“熱一下身”。

航天科技集團(tuán)六院11所系列發(fā)動機(jī)產(chǎn)品總設(shè)計(jì)師 呂發(fā)正：比如說我們的長五、長六、長七、長八的發(fā)動機(jī)，它在交付前要進(jìn)行一個工藝驗(yàn)收試車，它試車的時間就比較短，試個50秒，證明我們發(fā)動機(jī)生產(chǎn)過程和裝配過程都是正確的，而且能夠達(dá)到發(fā)動機(jī)要求的。

技術(shù)迭代 我國火箭發(fā)動機(jī)突破“泵后擺”技術(shù)

試車只是發(fā)動機(jī)研制過程中的一步，在試車前科研人員還需要完成大量的設(shè)計(jì)工作。負(fù)責(zé)執(zhí)行我國載人登月計(jì)劃任務(wù)的長征十號火箭需要將27噸重的航天器送入奔月軌道，運(yùn)載能力將是我國現(xiàn)役最強(qiáng)火箭長征五號的3倍左右。為了提高運(yùn)載能力，研制團(tuán)隊(duì)對發(fā)動機(jī)進(jìn)行了技術(shù)迭代，突破了“泵后擺”技術(shù)。

那么什么是“泵后擺”？我們來給大家做一個解釋說明。火箭在飛行過程中需要通過發(fā)動機(jī)的擺動來調(diào)整飛行軌跡。相比于傳統(tǒng)火箭發(fā)動機(jī)在工作中整體搖擺的方案，“泵后擺”技術(shù)可以減少發(fā)動機(jī)搖擺時所占用的空間，從而可以讓更多的發(fā)動機(jī)安裝在火箭上，進(jìn)而提高火箭的運(yùn)載能力，是研制更大推力運(yùn)載火箭的“敲門磚”之一。

專家介紹，火箭在飛行過程中需要通過發(fā)動機(jī)的擺動來調(diào)整飛行軌跡，用于載人登月的這型主發(fā)動機(jī)創(chuàng)新采用了“泵后擺”技術(shù)，使發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)更加緊湊，并可以大幅減少發(fā)動機(jī)在擺動過程中所占用的空間，因此在相同直徑的火箭箭體上可以安裝更多的發(fā)動機(jī)，滿足載人登月火箭的運(yùn)載能力。

航天科技集團(tuán)六院11所系列發(fā)動機(jī)產(chǎn)品總設(shè)計(jì)師 呂發(fā)正：我們的發(fā)動機(jī)像長五、長六、長七等用的發(fā)動機(jī)是一個“泵前擺”的，然后它的結(jié)構(gòu)質(zhì)量也相對比較大一些，它擺動的時候它需要占的空間比較大，這樣的話它在5米間徑內(nèi)只能放下4臺發(fā)動機(jī)，如果我們改成“泵后擺”以后，它搖擺的時候占的空間就小了，這也是我們用這個發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)載人登月的一個主要的功能。

呂發(fā)正告訴記者，發(fā)動機(jī)在工作時內(nèi)部壓力特別大，如何解決高壓環(huán)境下發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)擺動，是實(shí)現(xiàn)“泵后擺”需要突破的關(guān)鍵，為此，研制團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了多年的攻關(guān)，最終突破了這一關(guān)鍵技術(shù)。

航天科技集團(tuán)六院11所系列發(fā)動機(jī)產(chǎn)品總設(shè)計(jì)師 呂發(fā)正：就像一根水管一樣，你在低壓的時候管子很容易就卷成一圈了，如果壓力高了的話，這個管子就會像一根紙棍子一樣掰不動，這就是它的難度的地方。最終我們大概經(jīng)過了5～6年的時間，解決了高壓擺動的問題。