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星际荣耀火箭发动机突破垂直回收核心技术

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澎湃新闻记者 张静

5月27日,火箭民企北京星际荣耀空间科技有限公司(下称“星际荣耀”)“焦点一号”可重复使用液氧甲烷发动机二次启动长程500秒试车成功。

星际荣耀方面表示,这标志着“焦点一号”成全球首台具备二次启动能力的液氧甲烷发动机,也意味着星际荣耀突破运载火箭垂直回收又一项核心技术,为双曲线二号可重复使用运载火箭再入垂直回收试验和入轨发射奠定基础。

火箭回收方式有3种,一是“降落伞+气囊”式,二是滑翔飞行水平降落方案,三是利用发动机的反推作用垂直回收。

垂直着陆技术对火箭动力系统提出较高技术要求,其中之一就是发动机的二次启动。所谓二次启动,是指运载火箭发动机在第一次正常工作关机后,按飞行弹道和时序要求在高空中再次正常启动、工作的能力。

二次启动技术可应用于火箭垂直回收过程,通过二次点火实现再入减速,降低火箭一子级着陆时的速度。它还可以应用于火箭发射入轨过程,提高火箭运载能力。在第一次点火助推火箭一段时间后,关机让火箭滑行到适当位置再次进行点火助推,在节省燃料的同时提升运载能力。

长征三号是我国研制的第一个三级大型运载火箭,其第三级液氢液氧火箭发动机YF-73的成功研制,使我国成为世界上第二个掌握低温发动机二次启动技术的国家,中国低温燃料火箭技术自此跻身世界先进行列。

但二次启动并不仅仅是重复执行一次点火的动作,同时还要解决热泵启动问题、低入口压力下的启动问题和滑行段预冷等技术难题。

星际荣耀动力系统工程师介绍,此次焦点一号二次启动试车,全面考核了发动机二次启动能力,验证了二次启动时序的正确性;考核了发动机点火器真实状态下的功能、性能,验证了发动机各组件对二次启动工况的适应性;获取了发动机两次启动间的状态数据,为二次启动飞行应用提供数据支撑。

焦点一号是星际荣耀自主研发的15吨级可重复使用液氧甲烷发动机,采用清洁环保、价格成本低、不易结焦的液氧甲烷燃料,发动机设计可重复使用次数达30次,可为火箭节省70%以上制造成本。其功能可覆盖减速、着陆及长时间在轨、深空探测等多任务要求。

此前,焦点一号三次长程试车成功,额定工况长程试车累计突破1000秒。接下来,该发动机还将继续推进变推力试车、摇摆试车、发动机整机振动模态试验、发动机各类极限边界试验、发动机寿命与可靠性摸底试车等地面试验。星际荣耀将通过自主研制的双曲线二号一子级百公里垂直起降试验,掌握可重复使用运载火箭技术。

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