130噸級!深藍航天“雷霆-RS”發動機半系統試車取得成功
繼燃氣發生器高壓擠壓試車取得圓滿成功之後,深藍航天按計劃進行“雷霆-RS”發動機半系統試車。證券時報記者瞭解到,本輪次"雷霆-RS"發動機半系統試車試驗,是目前國內在研最大推力開式循環液氧煤油火箭發動機的系統級性能測試,驗證了渦輪泵、燃氣發生器等關鍵組件的設計正確性、獲取了工作性能參數。本次測試還驗證了大推力液體發動機的關鍵技術:發動機的啓動、關機和點火時序。
本次半系統測試取得了首次試驗即圓滿成功的成績,標誌着130噸級開式發動機設計、製造和試驗的多項關鍵技術獲得了突破,是大推力液體發動機研製的關鍵性里程碑,爲緊隨其後的發動機整機全系統試車鋪平了道路。
"雷霆-RS" 發動機是深藍航天自主研發的130噸級液氧煤油發動機,也是目前國內推力最大的開式發動機,專爲深藍航天自主研發的星雲二號大型運載火箭量身打造。該發動機採用燃氣發生器循環方式,採用了針栓噴注技術,是目前國內最大推力的針栓式液氧煤油變推力發動機,具備高可靠、大推力、多次起動、深度節流、無毒環保等大型可回收液體火箭所需的關鍵優勢。
什麼是火箭發動機的“半系統試車”?深藍航天相關人士向記者表示,發動機運作的核心機制是燃氣發生器產生的高溫燃氣驅動渦輪旋轉,進而帶動氧化劑泵和燃料泵工作、對入口的低壓推進劑進行增壓。隨後,高壓推進劑被輸送到推力室、經過針栓噴注器進入燃燒室,在燃燒室內實現霧化混合燃燒產生高溫高壓燃氣,並通過噴管高速噴出從而產生推力。同時,部分增壓後的推進劑會經過副路管路,送入燃氣發生器進行燃燒。
火箭發動機的“半系統試車”,是在發動機試車臺上,對除推力室外的所有發動機組件進行綜合性技術性能測試。半系統是指開式循環液體火箭發動機的副路系統+主路管路和主路閥門;副路系統主要包括點火系統、燃氣發生器、渦輪泵、副閥、預冷泄出閥、電磁閥等組件;主路閥門主要包括主閥、節流元件等。半系統是開式循環液體火箭發動機中最爲複雜和重要的部分,肩負着能量轉化、推進劑輸送、推力調節等重要使命;發動機能否順利啓動和關機全看半系統中的各組件能否匹配好。
在進行半系統試車時,必須採用發動機的真實燃料(液氧和煤油),並且試車過程必須是“閉環”的,即推進劑通過渦輪泵後輸送至燃氣發生器。這種閉環試車方式能夠驗證發動機的全自動閉環工作能力,包括燃氣發生器產生的燃氣能否按指標要求驅動渦輪、帶動氧化劑泵和燃料泵持續工作,以及發動機的閥門工作特性、泵的水力性能和密封性能、軸承和軸向力平衡等關鍵技術,也只能通過半系統的“閉環”測試才能得到驗證。
半系統試車是發動機全系統試車前的最後一項系統級大型試驗,主要側重於檢驗除推力室外的發動機組件的技術性能、獲取全系統工作的必要參數。若半系統試車成功完成後,意味着發動機技術已基本過關,全系統試車的成功率往往能達到90%以上。半系統試驗完成後,發動機距離全系統的“大考”就只有一步之遙了。