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国产发动机大突破,未来装上长征9号,近地轨道运力达140吨?

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  图为火箭发动机试车场景

  根据国防部网站的报道,我国重型运载火箭的发动机已经取得了新的进展,可以填补我国在氢氧发动机的空白。如果它把应用于长征九号运载火箭的话,可使我们国家的运载火箭近地轨道运力达到140吨,这是非常令人高兴的事情。运载火箭是航天事业的发展的基础,有位专家曾经说过,一个国家在运载火箭方面的能力有多强,这个国家的航天的梦想就能有多大。由此可以看出,运载火箭对于推动一个国家航天事业发展所起到的巨大推动作用。而运载火箭涉及到一系列技术的整合,但发动机是关键。可以说,目前我国在运载火箭发动机方面与美国和俄罗斯还是有一定的差距,那我们来看看美俄两国的相关情况。

  

  图为美国航天飞机发射升空

  美国在发动机方面领先的领域是液氢液氧发动机和固体火箭发动机,它现在的主力液氢液氧发动机型号是RS-25,单机推力已经达到了230吨,而且火箭应当说是比较成熟的。在这之前,美国航天飞机发射了135次,用的主发动机就是RS-25D,每架航天飞机上要用到三台RS-25D,可见其应用数量是相当大的。另外,目前美国正在发展一种新型的运载火箭,叫太空发射系统,太空发射系统的新机就使用了四台RS-25,这是它的第一个领先方面。

  

  图为美国重型运载火箭发射

  第二方面是美国的固体火箭发动机,其单机推力达到了1600吨,在未来太空发射系统要使用两台这样的火箭发动机,推力达到3200吨,再加四台RS-25,起飞推力总和已经超过4000吨,完全可以把载人飞船运到月球轨道。原来美国航天飞机每次都使用了两台固体助推火箭,当时的固体助推火箭是四级,现在新的太空发射系统又增加了一级,变成五级,所以推力比发射航天飞机的固体助推火箭又增强了,而且性能也就更可靠了。

  

  图为俄罗斯运载火箭发射

  再说说俄罗斯,俄罗斯所领先的领域是液氧煤油发动机,这是它的绝活。在90年代俄罗斯研制了一种发动机,叫RD-170,单机推力已经达到了700吨,甚至接近800吨,主要用于发射暴风雪号航天飞机。可是这航天飞机试射一次后就不再发射了,所以后来很长时间内都没有用到RD-170,只是在这个基础上做了一些改进,可靠性更高了,称之为RD-180,而且也把这个技术卖给了美国。

  

  图为RD-180火箭发动机

  那么在这两个方面,我们跟美国和俄罗斯都有差距。比如说我们国家目前YF-77氢氧发动机的单机推力只有70吨,另外我们的液氧煤油发动机YF-100最大推力是120吨,而目前俄罗斯以及美国的运载火箭用的比较多的RD-180单机推力大概400多吨,所以我们跟它们还是有一定的差距。我们现在的长征五号运载火箭上,主要用的也是YF-100液氧煤油发动机还有YF-77液氢液氧发动机,我们未来要搞载人登月、要奔向更远的天体需要正在研制的长征九号运载火箭,它的近地轨道运载能力要达到140吨,未来的载人运载火箭近地轨道运力是70吨,那就需要更好的发动机。

  

  图为长征9号运载火箭想象图

  根据以前的报道,我国长征九号氢氧发动机的推力为220吨,方才我们提到了国防部网的最新报道,只说我们国家的液氢液氧发动机取得很大进展,但没有具体报道型号。如果是用于长征九号上的液氢液氧发动机的话,那我们的目标应当是220吨,跟美国230吨级的RS-25基本就是一个档次了。如果我们这次试验的就是未来用于长征九号的液氧液氢发动机,那技术进步无疑是相当大的,标志着我们的长征九号运载火箭研制将会比原计划大大的前进一步。

  

  图为长征九号运载火箭想象图

  按照原来的计划,我们未来液氧煤油发动机的单机推力要达到480吨,这些年中国新型运载火箭主要用的是液氧煤油发动机,所以在液氧煤油发动机的设计方面也积累了丰富的经验。我们要实现推力为480吨液氧煤油发动机,困难应该不是特别大。而看到新型液氢液氧发动机取得这样的进步,对于我们尽快地研制长征九号运载火箭意义非常重大,真是可喜可贺。

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