甩掉俄罗斯,重型运载火箭的赛道只剩中美

来源:澎湃新闻 日期:2021-03-06

  2017年6月,中国首台泵后摆火箭发动机首次试车获得圆满成功,成为世界上第二个掌握泵后摆核心技术的国家。试车成功后,当时中国航天科技集团六院院长刘志让介绍称,泵后摆技术将摇摆装置后置,不仅用最小的摆动实现了推力矢量的变化,发动机结构还更加紧凑,火箭总体构型更加优化,更重要的是为重型运载火箭发动机研制扫除了拦路虎,起到“瘦身健体”的作用,为研制更大推力液体火箭发动机奠定了坚实的基础。

  

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  10米级贮箱瓜瓣样件。

  据悉,该技术可用于重型运载火箭的液氧煤油发动机研制。长征九号运载火箭发动机包括大推力液氧煤油发动机和氢氧发动机。

  2018年7月,中国航天科技集团一院与中南大学联合研制出世界上最大的火箭贮箱瓜瓣。该瓜瓣直径达10米级,强度提升10%,且成形精度达毫米级。研制人员介绍,10米级贮箱瓜瓣成形技术的突破,为中国重型运载火箭10米级贮箱原理样件的研制奠定了坚实基础,也为火箭结构轻质化作出突出贡献。

  今年1月,澎湃新闻从中国航天科技集团获悉,拟服务于中国重型运载火箭的大推力补燃循环氢氧发动机关键技术攻关取得积极进展。

  目前,大推力补燃循环氢氧发动机关键技术攻关已完成预燃室热试验、氢涡轮泵与预燃室联动试验、氧涡轮泵与预燃室联动试验等一系列最具代表性和里程碑意义的热试验,标志着中国突破了大推力补燃循环氢氧发动机系统技术及高压大流量预燃室、高效多级涡轮泵等核心组件的关键技术,为工程研制奠定了坚实的技术基础。

  重型运载火箭赛道上的国家表现如何?

  重型运载火箭是航天强国的标志之一,并且仅有少数航天强国正在研制这种类型的火箭,目前,这个赛道上,只有中美俄三个国家

  2月22日,据美国航天新闻网报道,美国宇航局宣布,SLS(太空发射系统)火箭芯级的第二次静态热试车推迟进行,原因是有阀门存在问题。

  1月17日,SLS火箭芯一级在密西西比州斯坦尼斯中心实施首次点火试验的过程中,仅仅燃烧(电视剧)了67秒就自动关机,没有达到预期的8分钟燃烧。这是SLS火箭研制过程中,第一次遭遇重大试验失败。

  

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  美国SLS火箭发射设想图。

  SLS火箭是美国宇航局主导、波音公司研制的重型运载火箭,可用于载人登月、月球基地建设、载人探火等深空探测任务,系列化设计的运载能力在70至130吨。在川普政府时期提出的“阿尔忒弥斯”载人登月计划中,SLS火箭将在2024年发射“猎户座”飞船和登月舱,实现美国载人重返月球的梦想。

  “SLS重型运载火箭和‘猎户座’飞船是美国载人登月的重要系统,这两个系统是小布什政府提出的‘星座’计划的产物,”航天专家庞之浩告诉澎湃新闻,“SLS最大运载能力超过130吨,‘猎户座’飞船是一种可深空探测的载人飞船,可支持载人探月和载人探火。”

  SLS火箭原定于2018年11月进行首飞,后来因为技术等原因推迟,成本也不断超支。去年6月份的审计报告显示,火箭的建造成本已从62亿美元飙升至80亿美元,增幅高达29%。

  研制工作一波三折、首飞时间一推再推,而最近的试验工作又问题不断,这为今年11月首次飞行投下了不少阴影,能否如期首飞有待观察。

  俄罗斯也提出了研制重型运载火箭的计划。2016年8月,俄罗斯国家航天事务集团确认,该机构决定以苏联航天飞机所用的火箭技术改进现有火箭发动机,在今后5年至7年间研制出近地轨道运载能力达160吨的超重型运载火箭,这将是全球最大的运载火箭。

  俄罗斯新研制的重型运载火箭将借鉴1988年苏联发射航天飞机时采用的“能源”号火箭的技术,当时这种火箭的近地轨道运载能力为100吨。

  “从2016年提出至今已经过去了近5年时间,俄罗斯重型运载火箭一直没有立项研制的消息。重型运载火箭耗资巨大,俄罗斯当下经济状况下,没有足够的经费推进,甚至‘安加拉’-A5大型运载火箭研制试验工作都出现推迟。”黄志澄说。

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