星河动力航天公司近日宣布,“智神星一号”运载火箭的主发动机——苍穹-50(CQ-50)液氧/煤油发动机变推力试车取得圆满成功。
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此次试车全面模拟了三种典型工况,并重点验证了五项核心关键技术,为可重复使用火箭的研发提供了关键的动力支持。
苍穹-50发动机试车成果
苍穹-50发动机近日试车取得显著成果,实现了多项关键技术突破,为航天领域带来新的可能。
在推力调节范围方面,苍穹-50发动机首次将推力下限拓展至额定推力的32%,并且在如此低推力工况下,仍能保持运行稳定。这一突破为火箭回收阶段的精准控制提供了更宽裕的推力调节范围,提高了回收的精度和可靠性。
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在变推控制能力方面,苍穹-50发动机通过优化控制时序和引入先进算法,展现出卓越的性能。它能够从32%的极低推力工况平稳启动,并迅速阶跃至额定推力,实现了大幅度的变推。
数据显示,调节幅度超过额定推力的60%,响应时间精准控制在0.5秒以内,充分展现了其优秀的动态响应能力。
推力控制精度是本次试车的另一亮点。发动机采用自主研发的高精度调节阀门,使推力控制精度达到额定推力的0.5%。这一精度能够充分满足高动态飞行任务对推力精确控制的严格要求,为火箭在复杂飞行环境下的稳定飞行提供了保障。
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在多频段正弦扫频变推试验中,苍穹-50发动机同样表现出色,展现出高线性度和良好的重复一致性。这意味着在面对复杂多变的任务工况时,发动机能够始终保持稳定的运行状态,为火箭的可靠飞行提供保障。
此外,基于高稳定性燃气发生器和高适应性涡轮泵,发动机顺利完成了0.30-0.40宽混合比下的副系统拉偏试验。试验结果表明,发动机具备对多种复杂工况的强大适应能力,能够从容应对各种极端环境。
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截至目前,苍穹系列发动机的变推范围已经拓展至32%-105%,单机累计试车时间突破2500秒。试验数据充分证明,该发动机具备毫秒级的快速响应能力,支持大范围、连续、全域无级变推。在推力升降过程中,发动机展现出良好的对称性和高线性度,全程无过冲和迟滞现象,动态控制品质优异。
苍穹-50发动机基本概况
在商业航天领域,发动机是运载火箭的心脏,直接决定着火箭的性能、可靠性和成本。星河动力航天公司自主研发的苍穹-50(CQ-50)液氧/煤油发动机,正是这样一款凝聚着创新与突破的力作,它将助力“智神星一号”运载火箭翱翔太空,为商业航天发射市场注入新的活力。
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苍穹-50采用先进的燃气发生器循环方式,海平面推力达到50吨,真空推力达到60吨,拥有超过120的惊人推重比,这使其在同级别发动机中脱颖而出。更令人瞩目的是,它具备4:1的变推比,推力调节范围可达35%~110%(或40%~105%),并支持高达50次的可重复使用。
这种卓越的性能,赋予了火箭更强的适应性和灵活性,能够满足不同飞行阶段对推力的精确需求,特别是在火箭返回阶段,实现精准回收控制。
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精益求精的技术细节,是苍穹-50卓越性能的保障。它采用先进的控制算法和伺服机构,实现了推力的高精度控制,控制精度高达额定推力的0.5%,即使在高动态飞行任务中,也能提供精确可靠的动力。通过优化燃烧室和喷注器设计,发动机燃烧效率达到了96%以上,达到国内同级别发动机的先进水平。
此外,模块化与轻质化设计,以及大量采用3D打印技术,不仅降低了生产成本,还提高了生产效率。值得一提的是,苍穹-50还具备故障检测和隔离功能,能够在发动机出现故障时及时隔离故障部分,最大限度地保障火箭的飞行安全。
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作为“智神星一号”运载火箭的核心动力,苍穹-50将支持火箭执行大型星座组网、大型卫星发射等任务。“智神星一号甲”芯一级配备7台CQ-50发动机,二级配备1台真空版CQ-50(CQ-50V)发动机。凭借其高运载能力和低成本特性,“智神星一号”将在商业航天发射市场中拥有强大的竞争力。
自2018年12月启动研制以来,苍穹-50历经多次关键试验,包括大范围变工况涡轮泵水力试验、与伺服匹配试验、可靠性累积系列地面热试车等。
截至2025年9月,星河动力已累积完成30余台CQ-50发动机的装配、试验和交付工作,累积试车时长突破10000秒,单台发动机累积试车超2000秒。这些数据有力地证明了苍穹-50在可靠性和产业化方面取得了显著进展。
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苍穹-50不仅仅是一款发动机,更是中国商业航天事业蓬勃发展的缩影。它代表着中国航天人在技术创新道路上的不懈探索,也预示着中国商业航天未来更加广阔的发展前景。随着苍穹-50的成熟和应用,“智神星一号”必将在星辰大海中书写新的辉煌,助力中国航天事业迈向新的高度。
最后
此次变推力试车的成功,是星河动力在可重复使用运载火箭主动力研发领域取得的重大突破,为“智神星”系列火箭的后续研制与回收验证工作奠定了坚实基础。同时,这一成果也将为中国未来规模化、低成本的天地往返运输系统建设提供重要支撑,助力中国航天事业迈向新的高度。
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