中國航天科技領(lǐng)域近日迎來重大突破,一款專為商業(yè)用戶設(shè)計的大中型可重復(fù)使用運載火箭量身打造的240噸級高壓補燃液氧煤油發(fā)動機,成功完成200秒長程試車。這一成果標(biāo)志著中國在重復(fù)使用火箭發(fā)動機技術(shù)上邁出關(guān)鍵一步,性能指標(biāo)已達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
這款發(fā)動機的研發(fā)背景與中國下一代重型運載火箭長征九號密切相關(guān)。作為中國深空探測、載人登月及登火任務(wù)的核心裝備,長征九號對動力系統(tǒng)提出了極高要求:近地軌道運力需達(dá)140噸,地月轉(zhuǎn)移軌道運力50噸。如此強大的運載能力,必須依賴大推力且可重復(fù)使用的發(fā)動機支撐。而240噸級發(fā)動機的推力特性,恰好填補了長征九號動力系統(tǒng)的關(guān)鍵缺口。
從技術(shù)參數(shù)看,240噸級發(fā)動機的推力介于“重型”與“中型”之間,既能滿足火箭芯級或二級的持續(xù)動力需求,又避免了推力過大導(dǎo)致的燃料浪費。這種“黃金推力段”的設(shè)計,使發(fā)動機在不同飛行階段都能實現(xiàn)精準(zhǔn)配合,為長征九號的長航程任務(wù)提供了可靠保障。更關(guān)鍵的是,該發(fā)動機從研發(fā)之初就明確了“商業(yè)重復(fù)使用”的定位,這與長征九號2030年實現(xiàn)一級重復(fù)使用、2033-2035年實現(xiàn)兩級完全重復(fù)使用的目標(biāo)高度契合。
重復(fù)使用技術(shù)的突破意義非凡。火箭發(fā)動機的重復(fù)使用,需解決高溫耐受、部件疲勞、快速檢修等難題,其技術(shù)難度堪比“讓戰(zhàn)斗機發(fā)動機在烈火中燃燒200秒后仍能再次飛行”。中國航天科技集團六院此次成功試車,不僅證明了自身在重復(fù)使用發(fā)動機領(lǐng)域的技術(shù)實力,更為長征九號降低發(fā)射成本、實現(xiàn)高頻次航天任務(wù)奠定了基礎(chǔ)。未來,載人登月、建設(shè)空間太陽能電站等任務(wù),都將依賴這種可重復(fù)使用的動力系統(tǒng)。
中國航天科技集團六院在火箭發(fā)動機領(lǐng)域的布局早已展開。2022年,500噸級液氧煤油發(fā)動機試車成功,解決了火箭起飛階段的“大推力”需求;同年,25噸級閉式膨脹循環(huán)氫氧發(fā)動機問世,攻克了高空高效動力難題。如今240噸級重復(fù)使用發(fā)動機的加入,使六院構(gòu)建起覆蓋“起飛-巡航-高空”全階段的動力體系。這種“家族式”的技術(shù)布局,不僅為長征九號提供了完整的技術(shù)支撐,更凸顯了中國航天在動力系統(tǒng)研發(fā)上的系統(tǒng)性和前瞻性。
與國際同行相比,中國240噸級發(fā)動機的優(yōu)勢更為明顯。以印度為例,其目前最先進(jìn)的GSLV Mk III火箭使用的Vikas發(fā)動機,推力僅約80噸,且為一次性設(shè)計。印度雖宣布研發(fā)重復(fù)使用火箭發(fā)動機,但至今仍停留在部件測試階段,連100噸級推力都未實現(xiàn)。再看美國,SpaceX的猛禽發(fā)動機雖推力達(dá)230噸(第3代已達(dá)280噸),但采用液氧甲烷推進(jìn)劑,在燃料成本和儲存便利性上不如中國的液氧煤油發(fā)動機。后者不僅價格更低,且儲存條件更寬松,更適合商業(yè)航天的低成本、高頻次需求。
240噸級發(fā)動機的成功試車,不僅是中國航天技術(shù)的一次飛躍,更是中國航天產(chǎn)業(yè)邁向國際領(lǐng)先的重要標(biāo)志。它證明中國不僅能制造大推力發(fā)動機,更能制造“好用、不貴、能重復(fù)用”的發(fā)動機。隨著長征九號首飛目標(biāo)的臨近,這款發(fā)動機有望在太空中書寫屬于中國的“動力傳奇”,為中國深空探測和商業(yè)航天發(fā)展注入強勁動力。









