500噸推力世界最大 中國固體火箭發動機試車成功

香港文汇报记者从中国航天科技集团四院获悉，该院自主研制的世界上推力最大、冲质比最高，易使用的整体式固体火箭发动机在陕西地面热试车获得圆满成功。该发动机直径3.5米，装药量150吨，推力达500吨，综合性能达到世界领先水平。据介绍，基于500吨推力整体式固体发动机，该院已开展直径3.5米级分段发动机研究，最大推力将达到千吨以上，可应用于大型、重型运载火箭固体助推器中，以满足中国空间装备、载人登月、深空探索等航天活动的需求。 本次试验也标志着整体式固体发动机推力「120吨、200吨、500吨」三步走计划全面实现，对丰富我国运载火箭动力型谱、提升快速进入空间能力意义重大。 据陕视新闻引述公开资料报道，此前世界上最先进的整体式固体火箭发动机为欧洲的P120C发动机，直径为3.4米、推力400吨。本次试验的高冲质比整体式固体火箭发动机直径3.5米、推力500吨。 高冲质比可以简单理解为用最小的重量产生最大的冲量。该型发动机是瞄准世界整体式固体发动机最高性能水平，研制的一款大推力、高性能、易使用的先进固体发动机，是当前我国乃至世界上一次浇注成型、具有工程应用意义的冲质比最高、推力最大的整体式固体火箭发动机。 通过性能及工艺仿真确定结构 四院的专家表示，该型发动机采用了一系列先进技术。在设计上，针对大型发动机存在的燃烧、流动与热结构等设计难题，创新地提出了新结构、新方法和新技术，并基于统一模型进行了50多种复杂工况的性能和工艺仿真，准确指导最终结构确定。 在工艺上针对大直径壳体结构件加工，提出了小变形强时效工艺控制与成型技术，通过联合采用人工时效、振动时效等多种技术，克服了大尺寸构件的变形难题。针对大直径大型纤维缠绕成型复合材料壳体，创新地采用组合式金属芯模、全程缠绕仿真、非热压釜成型等技术，解决了壳体直径大幅增加带来的缠绕「质量重、惯量大、滑移易、缠时长、补强难、固化欠」等多个难题。 针对发动机推进剂的浇注成型，攻克了适应长时间浇注的高力学、工艺性能推进剂及强适应衬层等配方技术，通过仿真模拟实际浇注过程的一系列工艺试验，获得了支撑浇注工艺制定的一系列宝贵参数。为控制浇注风险，从人机料法环五个方面提出了诸多工艺控制措施、制定了详实预案。喷管作为发动机工作环境最恶劣的部件，面对高温、高压强、高流量考验，设计和工艺人员创新地采用新型 C/C 喉衬技术，针对喉衬（固体火箭发动机喷管喉部内衬）开展了详尽的性能测试，应用最新测量技术获得了覆盖常温到高温区间的80多项重要参数，成为四院有史以来测试数量最多、测试项目最广、测试要求最全、测试难度最大的喉衬。