液氧煤油高压补燃循环液体火箭发动机核心技术

合集下载

液氧煤油发动机

液氧煤油发动机

液氧煤油发动机1. 引言液氧煤油发动机是一种利用煤油和液态氧作为推进剂的发动机,广泛应用于航天领域。

本文将介绍液氧煤油发动机的工作原理、应用领域以及优缺点。

2. 工作原理液氧煤油发动机的工作原理是通过煤油和液态氧的混合燃烧产生高温高压气体,通过喷嘴喷射将气体排出,产生巨大的推力。

液氧煤油发动机采用两种液体分别作为氧化剂和燃料,通过混合燃烧产生高温气体,推动喷嘴产生推力。

3. 应用领域液氧煤油发动机被广泛应用于航天领域,特别是火箭的推进系统。

其高推力和高比冲性能使其成为航天领域首选的推进剂。

液氧煤油发动机还可以用于卫星发射、空间探索以及载人航天任务。

4. 优点液氧煤油发动机相比其他类型的发动机有许多优点。

首先,液氧煤油发动机的推力和比冲性能都非常优秀,可以提供足够的推力将载荷送入轨道。

其次,液氧煤油发动机的燃料易于储存和使用,比如煤油可以在地面工厂生产并储存,而液态氧可以通过低温冷却储存。

此外,液氧煤油发动机的燃烧产物主要是水和二氧化碳,对环境污染较小。

5. 缺点与优点相对应,液氧煤油发动机也存在一些缺点。

首先,液氧煤油发动机的燃料比较昂贵,煤油和液态氧的成本较高。

其次,液氧煤油发动机的燃烧过程需要高度精确的控制,包括燃料和氧化剂的配比、喷嘴的设计等。

此外,液氧煤油发动机的运行过程中会产生大量的排放物,需要合理处理和处理。

6. 发展前景随着航天技术的不断发展和进步,液氧煤油发动机也在不断改进和升级。

目前,液氧煤油发动机已经在许多火箭中得到应用,如长征系列火箭、猎鹰系列火箭等。

未来,液氧煤油发动机有望在载人航天、深空探测等领域发挥更重要的作用。

同时,也有一些新的推进剂和发动机技术正在研发中,如绿色环保型发动机和电推进技术等。

7. 结论液氧煤油发动机作为一种重要的航天推进技术,具有优秀的推力和比冲性能。

尽管存在一些缺点,但随着技术的不断进步和改进,液氧煤油发动机有望在未来继续发挥重要的作用。

在航天领域的探索和发展中,液氧煤油发动机将继续发展和进步,为人类的航天梦想提供强大的动力。

航空航天工程师的火箭发动机燃料

航空航天工程师的火箭发动机燃料

航空航天工程师的火箭发动机燃料火箭发动机燃料是航空航天领域中至关重要的组成部分。

它直接关系到火箭的推进力和效率,同时也对火箭的安全性和环境影响等方面产生着重要影响。

航空航天工程师在设计和选择火箭发动机燃料时需综合考虑多个因素,如能量密度、可燃性、稳定性、可调控性等。

本文将介绍几种常见的火箭发动机燃料及其特点。

1. 液氧-煤油燃料液氧-煤油燃料(LOX-kerosene)是一种传统的火箭发动机燃料。

液氧作为氧化剂,与煤油作为燃料组成一对。

液氧的特点是具有很高的氧化性,能够与煤油充分燃烧,释放大量的能量。

煤油相比其他液体燃料,具有较高的能量密度和稳定性,容易储存和携带。

该燃料的组合在运载火箭中广泛应用,如美国的阿波罗登月计划。

2. 液氢-液氧燃料液氢-液氧燃料(LH2-LOX)是一种高效而洁净的火箭发动机燃料。

液氢和液氧都是低温液体,需要特殊的储存和供给系统。

液氢燃料有较高的能量密度,燃烧后只产生水蒸气,几乎没有任何污染物的排放,因此被广泛应用于航天飞机等载人航天器。

然而,液氢的储存、供给和处理等问题仍然是工程师们需要解决的难题。

3. 固体火箭燃料固体火箭燃料以固态燃料为主要组成部分,不需要外部供氧,因而具有简单、可靠的特点。

它由燃料和氧化剂的混合物在高温下燃烧产生推力。

固体火箭燃料在导弹和火箭的应用非常广泛。

相比于液体燃料,固体燃料具有储存方便、可携带性强的优势,但同时也存在着难以控制推力和关机困难的缺点。

4. 喷气推进剂除了常见的火箭发动机燃料,喷气推进剂也是航空航天工程师需要研究的重要领域。

喷气推进剂即航空发动机的燃料,常用的有喷气燃料和航空汽油。

喷气燃料是一种石油衍生燃料,具有较高的能量密度和可燃性。

航空汽油则是一种特殊配方的汽油,适用于喷气发动机。

喷气推进剂主要用于飞机和直升机等航空器的推进。

航空航天工程师在选择火箭发动机燃料时需要综合考虑多个因素。

首先,能量密度是一个重要的指标,航天器需要携带尽可能多的燃料来提供足够的推力。

液氧煤油发动机原理

液氧煤油发动机原理

液氧煤油发动机原理
液氧煤油发动机是一种高性能的火箭发动机,它采用液氧和煤油作为燃料,能够产生高达数百万牛顿的推力,广泛应用于航天、导弹、卫星等领域。

液氧煤油发动机的原理是利用燃料的化学反应产生高温高压气体,通过喷嘴将气体喷出,产生反作用力推动发动机运动。

具体来说,液氧和煤油在燃烧室内混合燃烧,产生大量的热能和气体,气体经过喷嘴喷出,产生推力。

液氧是一种无色、无味、无毒的液体,具有很高的氧含量,是一种优良的氧化剂。

煤油是一种石油产品,具有较高的能量密度和稳定性,是一种优良的燃料。

液氧和煤油的混合燃烧能够产生高温高压气体,推动发动机运动。

液氧煤油发动机的工作过程可以分为四个阶段:加注、点火、燃烧和排气。

首先,将液氧和煤油分别加注到燃烧室内,然后点火引燃混合物,产生燃烧反应。

燃烧过程中,液氧和煤油的化学能被转化为热能和动能,产生高温高压气体。

最后,气体经过喷嘴喷出,产生反作用力推动发动机运动。

液氧煤油发动机具有高推力、高效率、高可靠性等优点,是一种重要的航天发动机。

但是,液氧煤油发动机也存在一些问题,如燃烧
产生的高温高压气体对发动机材料的损伤、燃料的储存和运输等问题,需要不断进行技术改进和优化。

液氧煤油发动机是一种高性能的火箭发动机,采用液氧和煤油作为燃料,能够产生高达数百万牛顿的推力,广泛应用于航天、导弹、卫星等领域。

中考题:中国超级火箭完美升空 我国“长征系列”运载火箭燃料的秘密

中考题:中国超级火箭完美升空    我国“长征系列”运载火箭燃料的秘密

【我命中考题】中国超级火箭完美升空湖北省石首市文峰中学刘涛【新闻背景】2019年12月27日,我国目前起飞规模最大、技术跨度最大、运载能力最强的大型运载火箭“长征五号”于海南文昌发射场发射升空。

主发动机均采用无毒无污染的推进技术,芯级发动机采用液氢液氧,助推器采用高压补燃液氧煤油发动机,赋予中国运载火箭“绿色环保”的新名片。

长征五号系列运载火箭将担负起中国载人空间站、探月工程第三期、首次火星探测等重大航天发射任务。

采用高效、低毒的液氧+煤油替代常规的肼类燃料,是世界航天推进技术的发展趋势。

【中考题原创】1.国际研究小组利用阳光、水和二氧化碳生产液态的碳氢化合物,可用来制造出航空煤油。

下列有关这项新技术的说法中不正确的是()A.该项技术为CO2的利用创造了一种新途径B.反应前后,分子种类没有改变C.反应前后,碳、氢、氧原子的数目与种类都没有发生改变D.两种反应物均为化合物2.航空煤油主要用作航空涡轮发动机的燃料,航空煤油中含有难闻臭味的噻吩,噻吩(用X表示)在空气中充分燃烧时的化学方程式可表示为:X+6O2 点燃4CO2+SO2+2H2O。

则噻吩X的化学式为()A.CH4S B.C2H6S C.C4H4S D.C6H6S3.我国是世界首个将煤基煤油应用到航天领域的国家,对满足我国航天工业燃料需求,拓宽航天燃料供给具有深远意义。

⑴航天煤油可由优质的(填“煤”“石油”或“天然气”)分离而来的产品,这是利用其中各成分的不同进行分离。

⑵我国适合炼制航天煤油的石油非常少。

目前已经实现通过煤的液化制取优质航天煤油,由煤炭制取航天煤油发生的是(填“物理”或“化学”)变化。

⑶以煤炭为原料制得的煤基航天煤油,其分子式可用CH3(CH2)n CH3来表示(式中n=8~16),航天煤油是由多种(填“有机”或“无机”)化合物组成的混合物。

⑷航天煤油被称为无毒清洁燃料,若用C12H26表示煤油的组成,写出液氧和煤油在火箭燃烧的化学方程式为。

液氧和煤油反应

液氧和煤油反应

液氧和煤油反应液氧和煤油反应是一种常见的燃烧反应,也是火箭发动机等航空航天领域所使用的重要技术。

本文将从以下几个方面进行详细介绍:液氧和煤油的性质、液氧和煤油反应的原理、反应产物及其特点、液氧和煤油反应在航空航天领域中的应用。

一、液氧和煤油的性质1. 液氧液氧是指将空气中的氧分离出来后,通过压缩、冷却等过程将其转化为液态状态。

液氧为无色透明的液体,密度为1.14 g/cm³,沸点为-183℃。

由于其高度活泼的化学性质,使得它成为了各种火箭发动机中不可或缺的推进剂。

2. 煤油煤油是指从石油中提取出来的轻质馏分,也被称作灯油或柴油。

它是一种无色透明的液体,密度约为0.8 g/cm³,可以被广泛地用于各种内燃机中作为燃料。

二、液氧和煤油反应的原理液氧和煤油反应的原理是指在一定条件下,液氧和煤油会发生剧烈的氧化还原反应。

具体来说,当液氧和煤油混合后,在点火后,由于液氧中含有大量的氧分子,它们会迅速地与煤油中的碳、氢等元素发生化学反应,释放出大量的能量。

这种能量释放的过程就是我们所说的“燃烧”。

三、反应产物及其特点1. 反应产物液氧和煤油反应产物主要有水、二氧化碳、一氧化碳等。

其中水是最主要的产物,其生成式为:C12H23 + 18O2 → 12CO2 + 11H2O2. 反应特点液氧和煤油反应具有以下几个特点:(1)高温:由于反应过程中释放出大量能量,因此会使得温度急剧上升。

在火箭发动机中,温度可以达到3000℃以上。

(2)高压:反应过程中也会伴随着高压现象。

在火箭发动机中,压力可以达到1000 atm以上。

(3)高速:由于反应释放出的气体具有极高的温度和压力,因此会以极高的速度喷出,形成推进力。

四、液氧和煤油反应在航空航天领域中的应用液氧和煤油反应在航空航天领域中有着广泛的应用。

主要体现在以下几个方面:1. 火箭发动机液氧和煤油反应是火箭发动机中最常见的推进方式之一。

它可以提供大量的推力,并且具有较高的比冲(即单位燃料所能提供的推力)。

关于液氧煤油发动机你应该知道的那些事-概述说明以及解释

关于液氧煤油发动机你应该知道的那些事-概述说明以及解释

关于液氧煤油发动机你应该知道的那些事-概述说明以及解释1.引言1.1 概述液氧煤油发动机是一种利用液氧和煤油作为燃料的发动机。

它通过将液氧和煤油混合燃烧产生的高温高压气体来推动引擎的运转。

液氧煤油发动机具有强大的推力和高效的能量利用率,因此在航空航天、船舶以及某些特殊工程领域得到了广泛的应用。

液氧煤油发动机的工作原理是将液氧和煤油以一定比例混合后进行燃烧。

当混合气体进入燃烧室后,通过点火点燃燃料,使其发生爆炸反应。

在爆炸的作用下,燃烧产生大量的高温高压气体,推动活塞运动,从而带动机械装置工作。

液氧煤油发动机的工作过程需要高压和高温的环境,因此其燃烧室采用特殊材料制成,以保证其能够承受高温高压的燃烧环境。

液氧煤油发动机的应用领域非常广泛。

首先,在航空航天领域,液氧煤油发动机被广泛用于火箭发射和航天器的升空。

其高推力和高效能使得火箭能够快速达到所需的速度和高度。

其次,在船舶领域,液氧煤油发动机可以为船舶提供强大的动力,使其能够在海上进行长时间的航行。

此外,液氧煤油发动机还被应用于其他一些特殊工程领域,如高速列车、特种车辆等。

然而,液氧煤油发动机也存在一些不足之处。

首先,由于液氧煤油发动机对于燃料的要求较高,因此燃料的储存、供应和携带相对较为复杂。

其次,由于液氧的储存和使用具有一定的危险性,需要采取特殊的安全措施来保证使用的安全性。

此外,液氧煤油发动机的维护和保养也相对较为困难,需要专业的技术和设备才能进行维修。

总之,液氧煤油发动机作为一种高推力和高效能的发动机,在航空航天、船舶及某些特殊工程领域具有广泛的应用前景。

然而,为了更好地发挥液氧煤油发动机的优势,还需要在燃料储存和供应、安全性以及维护等方面进行进一步的研究和改进。

只有克服了这些问题,才能更好地推动液氧煤油发动机的发展和应用。

1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容:文章结构是指整篇文章的组织框架,它对于文章的逻辑关系和表达方式起到了重要的指导作用。

一生执着火箭“心”——记“长征五号”系列运载火箭副总设计师陈建华

一生执着火箭“心”——记“长征五号”系列运载火箭副总设计师陈建华

创新之路34一生执着火箭“心”——记“长征五号”系列运载火箭副总设计师陈建华 李 莉 户 万 卫婷婷火箭发动机是火箭和航天器的心脏,其发展水平决定了航天活动的规模和实力,支撑了国家进出空间、和平利用空间的能力,是国家科技水平的重要体现、国家安全的重要保障。

作为航天科技集团六院11所(以下简称“11所”)技术专家、“长征五号”系列运载火箭副总设计师、“长征五号”系列运载火箭主要动力装置液氧煤油发动机研发团队的核心领军人之一,陈建华长年扎根在液体火箭发动机研究设计的一线,攻克了诸多发动机技术关键难题。

秉承“技术作风双过硬”的原则,陈建华带领团队确保发动机工作正常,圆满完成了“天问一号”“嫦娥五号”“空间站建设”等国家重大发射任务,为我国火箭运载能力进入国际先进行列贡献了智慧和力量。

2023年5月,陈建华荣获全国五一劳动奖章,这是对他30多年来从事液氧煤油等重点型号发动机的研究设计,全身心投入我国航天强国建设所作突出贡献的肯定。

谈起获奖,一向低调的陈建华说:“航天动力领域存在许多挑战,一旦遇到‘拦路虎’之类的困难就不容易攻克。

然而,我们之所以能够在这一领域取得快速进展,正是由于集体的努力和老一辈航天人的无私奉献,正是他们的智慧、经验和勇敢创新的精神使我们能够站在巨人的肩膀上,不断前进。

”扎根航天事业 在历练中蜕变液氧煤油发动机是采用液氧和煤油作为推进剂的火箭发动机。

煤油作为绿色环保、经济性好的推进剂,无毒无污染,是综合性能优秀的推进剂。

为提高我国航天领域竞争力,在20世纪80年代初,发动机研制单位开展了一系列探索研究,初步论证了液氧/烃发动机作为未来大型运载火箭动力装置符合我国国情,并已成为世界航天动力的主力。

此后的1990年6月,11所开展高压补燃液氧煤油发动机关键技术攻关;1995年12月,采用国产煤油进行首次热试车成功,证明我国煤油完全可以成为液体火箭发动机的推进剂和冷却剂,开启了我国高性能液氧煤油补燃循环发动机的发展之路。

液体火箭发动机动力循环

液体火箭发动机动力循环

液体火箭发动机动力循环液体火箭发动机是现代航天事业中不可或缺的重要组成部分。

它以其高效的推力和可靠的动力循环系统,为人类探索宇宙提供了强有力的支持。

在这篇文章中,我们将深入探讨液体火箭发动机的动力循环原理和工作方式。

液体火箭发动机的动力循环可以分为两个主要部分:燃料供给和燃烧过程。

燃料供给是指将燃料和氧化剂从燃料箱和氧化剂箱中传输到燃烧室的过程。

而燃烧过程则是指燃料和氧化剂在燃烧室中混合并燃烧产生高温高压气体的过程。

在液体火箭发动机中,燃料和氧化剂分别从燃料箱和氧化剂箱中通过燃料泵和氧化剂泵被输送到燃烧室中。

燃料泵和氧化剂泵通过机械或涡轮驱动,将燃料和氧化剂加压并喷射到燃烧室中。

燃料泵和氧化剂泵的运行需要消耗一定的能量,这部分能量通常通过燃料或氧化剂的燃烧产生。

燃料和氧化剂在燃烧室中混合并燃烧,产生高温高压的燃烧产物。

这些燃烧产物经过喷管喷射出来,产生巨大的推力。

液体火箭发动机的推力大小取决于燃料和氧化剂的质量流率以及燃烧产物的排出速度。

为了提高液体火箭发动机的效率,一些先进的动力循环被应用于液体火箭发动机中。

例如,氧化剂预冷循环可以利用液氢的低温来冷却氧化剂,提高液氧的密度,并减少燃料泵和氧化剂泵的功耗。

还有燃料增压循环,它可以通过增压器将燃料的压力提高到接近氧化剂的压力,减少燃料泵的功耗。

这些先进的动力循环可以显著提高液体火箭发动机的效率和性能。

液体火箭发动机的动力循环是现代航天事业中的重要组成部分。

它以其高效的推力和可靠的工作方式,为人类探索宇宙提供了有力的动力支持。

通过不断的技术创新和改进,液体火箭发动机的效率和性能将会不断提高,为人类进一步探索宇宙创造更多可能。

让我们期待液体火箭发动机在未来的发展中,为人类带来更加辉煌的航天事业。

液氧-煤油高压补燃火箭发动机非线性稳态模型——考虑推进剂温升与密度变化

液氧-煤油高压补燃火箭发动机非线性稳态模型——考虑推进剂温升与密度变化

液氧-煤油高压补燃火箭发动机非线性稳态模型——考虑推进剂温升与密度变化摘要:本文旨在构建一种针对液氧-煤油高压补燃火箭发动机的非线性稳态模型,并考虑推进剂温升和密度变化。

本文采用雷诺平均模型来描述推进剂,结合流量定理和液力学原理,建立相应的方程。

另外,考虑到推进剂温升和密度变化,本文采用不变形弹簧和体积冻结理论进行密度修正。

研究结果表明,本文构建的模型能够准确预测固定高压状态下的发动机性能参数,以及推进剂温升和密度变化对发动机性能参数的影响。

关键词:液氧-煤油高压补燃火箭发动机;非线性稳态模型;推进剂温升;密度变化;雷诺平均模型;不变形弹簧;体积冻结理论液氧-煤油高压补燃火箭发动机非线性稳态模型可以广泛应用于航空发动机领域,特别是火箭等高效率的应用场景。

例如,考虑推进剂温升和密度变化的模型可以帮助发动机设计者准确预测火箭的性能参数。

此外,这种模型还可以应用于多种航空发动机配置中,例如核动力发动机、涡扇发动机、混合动力发动机等。

此外,考虑推进剂温升和密度变化的模型还可以更有效地预测发动机性能,例如考虑密度变化的情况下的气体动力学变化、燃烧室通道的流动变化以及沿热动力器的预压空气流量变化等。

这种模型还可以有效地准确预测发动机的性能指标,包括产生的推力、比冲以及推进剂飞行时间等。

因此,液氧-煤油高压补燃火箭发动机非线性稳态模型应用广泛,可以有效预测发动机性能参数,从而为航空发动机设计提供良好的技术指导。

液氧-煤油高压补燃火箭发动机非线性稳态模型也可以用来优化航空发动机设计。

例如,通过对流体动力学模型进行分析,可以有效提高发动机的比冲,并通过优化发动机配置参数,如器件形式、催化剂层厚度等,来满足实际的性能要求。

此外,这种模型还可以用于模拟不同发动机参数下的工作状态,从而有效优化发动机的性能指标。

另外,液氧-煤油高压补燃火箭发动机非线性稳态模型还可以用于评估发动机的稳定性和可靠性。

例如,可以模拟变压力比和气道连续数对发动机热和流力特性的影响,并结合实测数据进行模拟验证,从而有效评估发动机的稳定性和可靠性。

液氧煤油高压补燃循环液体火箭发动机核心技术

液氧煤油高压补燃循环液体火箭发动机核心技术

与常规发动机相比,液氧煤油发动机还具备诸多的优点:一是推力大;二是没有污染,液氧和煤油都是环保燃料,而且易于存贮和运输;三是经济,比常规发动机推进剂便宜60%;四是可靠性高;五是可重复使用。
攻克起动和关机等多道难关,成功实现整机600秒长程试验
大推力火箭发动机作为世界航天动力领域的技术高点,研制过程并非一帆风顺。“在整机研制初期,失败与挫折是家常便饭。”中国工程院院士、航天科技集团六院科技委主任张贵田说。
据了解,液氧煤油发动机各方面性能都有大幅度提高,这就意味着发动机及各部件要在比现有发动机更恶劣的条件下工作。这不仅加大了发动机的设计难度,而且对加工、试验设备以及材料、工艺等提出了更高的要求。
如同飞机起飞和降落是最难控制的时段一样,液体火箭发动机的起动和关机是最复杂最难设计的动态过程,尤其是起动过程,在零点几秒内,发动机的转动件要从不转动加速到每秒几万转的高转速;燃烧组件要从环境温度达到三四千摄氏度的高温,起动过程的每个指令都必须精确到百分之几秒,甚至千分之几秒。任何一个环节设计不好,都可能导致发动机故障甚至爆炸。
在国外航天专家眼里,建设一座数百吨推力规模的发动机试车台,从主体奠基到正式试验投产,至少要用三年时间,而六院人仅用了一年半。经过考台试车和正式试车的验证,这座亚洲第一试车台的总体设计、技术、设备等指标均达到了国内外先进水平。
大推力火箭将于2014年首飞,为我国深空探测提供更坚实动力
火箭发动机专家、航天科技集团六院院长谭永华说,自2000年国家正式立项进入工程研制至今的12年间,液氧煤油发动机已先后进行了百余次试车。从研制高压补燃循环发动机开始到现在,已突破80余项关键和核心技术,先后研制出3种基本型发动机,以及5种适应不同火箭总体飞行状态的发动机。

闭式循环液氧-煤油高压补燃引擎的特点

闭式循环液氧-煤油高压补燃引擎的特点

5.先进的预压涡轮泵:要使主涡轮泵正常工作,避免发生气蚀,必须保证泵的入口有一定的压力.如果泵入口压力要求高,则火箭贮箱压力必须提高,这样就会增加运载火箭的贮箱结构重量.为了降低火箭结构重量、提高运载能力,必须尽量降低泵入口压力.为此在主泵前设置了一套预压涡轮泵.从主涡轮后抽取一股富氧燃气作为氧化剂的预压涡轮泵工质驱动涡轮,然后排入氧化剂主流中,从主煤油泵后引出的一股高压煤油作为煤油预压涡轮泵的工质吹动涡轮,然后排入预压泵后的主流中.这种预压涡轮泵系统设计思路新颖、结构巧妙,尤其是富氧的燃气工作后又进入液氧的主流中,这种设计构思非常大胆,也十分巧妙.目前,预压涡轮泵已经进行了大量液流冷试,并且成功地进行了引擎的热试车,采用预压泵结构可提高主泵前压力6个大气压,而箱压仅为2个大气压.

6.先进的弹性支承:引擎是整个运载火箭的主要振源.工作时引擎各零部件都承受着强烈的振动,有高频,也有低频,有些部位加速度高达几十个g甚至几百个g.因此,各零部件的连接和固定形式是一个十分关键的问题.如一个质量较大的阀门与直径几毫米或十几毫米的导管连接,要承受激烈的振动,在设计上必须要有科学的方法.用完全紧固定支承的办法防振效果不好,而采用适当的弹性支承,不仅降低了振动Байду номын сангаас级,而且还有利于解决零部件和引擎的共振问题.另外,为抗振防松,在拧紧各紧固件时,要涂胶.尤其在天地往返运输系统及载人运载器上,由于运载器可靠性要求极高,抗振防松问题事关重大,必须确保万无一失.为此,中國已进行了大量研究试验.
4.可靠的多样密封:引擎各部件要承受-200℃~3500℃高低温环境,压力为150~500个大气压,在强烈的振动环境下,引擎的密封问题是一个致命问题.必须因地制宜地设计相应的密封结构.过去中國采用的是法兰盘间加不同材料的垫片或“O”型圈结构,对于中、小直径的管路接头大多用球头喇叭口结构.这种落后的密封结构远远不能满足高可靠、高性能先进引擎的要求.为此,中國进行了多种密封结构的研究、试验.低温液氧的密封用“К” 和“Э”型环,高温燃气密封采用了碟型垫,高压的液体和气体密封采用球头加导向,并在球头上开槽,加不同材料的“O”型圈,还有适??气压也不泄漏.涡轮泵的密封更重要,为适应引擎多次工作,防止磨擦生热减少磨损而采用了脱开式密封.涡轮不转动时,为静密封,当涡轮泵转速达到预定值时,控制压力使密封处脱开,这种先进的密封形式大大地提高了可靠性及其寿命.

新型液体火箭发动机的研发和应用

新型液体火箭发动机的研发和应用

新型液体火箭发动机的研发和应用液体火箭发动机是空间探索与利用的重要技术之一,其性能与可靠性对航天技术进步至关重要。

在过去的几十年中,随着航天技术的迅速发展,液体火箭发动机的研发也得到了长足的进步。

近年来,随着科学技术的不断发展,新型液体火箭发动机的研发逐渐成为了研究的热点。

本文将介绍新型液体火箭发动机研制和应用的最新进展。

第一、液体火箭发动机实现的能源转化液体火箭发动机可以说是一种高功率的液体喷射动力装置。

其发动机是将多种燃料的化学能转换成喷射能的装置。

在液体火箭发动机所采用的燃料中,液氢(LH2)和液氧(LOX)被广泛采用,这是由于液氢和液氧的混合燃烧能够提供最高的比冲和推力,是一种最理想的燃料组合。

液体火箭发动机实现能源的转化主要涉及到了燃烧反应和喷射过程。

在液体火箭发动机的燃烧反应中,燃料的能量释放而生成高温高压的燃烧产物。

为了达到最大功率和效率的利用,喷射能必须与燃料的能量密度相匹配。

因此,如何利用液体火箭发动机的最大性能,实现喷射能量与燃料能量的最佳匹配是燃料的基本问题。

在新型液体火箭发动机的设计中,多种新型燃料和推进系统被不断研究和开发,液氢燃料或许不再是唯一的选择。

第二、新型液体火箭发动机的研发现状与传统的液体火箭发动机相比,新型液体火箭发动机的研发则更加注重推进效率和运载能力的提高和减少操作成本。

在新型液体火箭发动机的研发过程中,理论计算、仿真分析、实验测试等方法被广泛应用。

与此同时,新型液体火箭发动机的设计也具备更高的灵活性和可适应性。

在新型液体火箭发动机的研发过程中,关注的焦点则是如何实现液体火箭发动机的轻量化设计,提高推进系统的可靠性和控制效率。

追求轻量化设计的发动机可以大幅减少整个系统的重量,从而增大载荷容量和提高航行速度。

同时,提高推进系统的可靠性和控制效率也是可持续性的关键要素。

在新型液体火箭发动机研发中,如何减少推进系统的部件和降低临界质量,以确保整个系统的可靠性和控制效率也是一个重要问题。

RD 170系列火箭发动机

RD 170系列火箭发动机

技术特点
结构设计
功能特性
RD-170发动机有4个燃烧室,一台涡轮泵和2个预燃室。其中涡轮泵是单级的,整个涡轮泵系统还包括有一台 氧化剂泵,一台两级型的燃料泵,整个系统连接了低压的燃料泵和氧化剂泵,并使推进剂增压,防止涡轮泵形成 空穴现象,从而防止燃烧不稳定现象的出现。这涡轮泵有2个富氧预燃室燃烧后形成的高压气体来驱动,起先时, 原本打算只用一个预燃室,这样每秒种要燃烧掉1.5吨的推进剂,这样的流量太大了。在RD-170发动机整个氧化 剂和煤油的循环过程中,只有少部分推进剂通过预燃室,约占6%。这涡轮泵大约能产生257 000匹马力的动力。 RD-170发动机可以在可以节流到额定功率的50%,且装有万向节——转向装置,它借助于8个液压执行机构来执行, 可以沿1个方向轴摆动,RD-171的喷管没有此种装置,但是可以通过上层机械,整个机体沿2个方向轴摆动。根据 测试得到了很多建议,提供轴向力的涡轮泵至少要有20%的能量储备,压力脉冲必须不超过正常工作水平的1~2%, 在氧化性气体的环境中要特别注意材料的绝缘性。
下一个模型的型号叫做3UK,用于测试发动机的燃气发生器,它包含一台全尺寸的燃气发生器,2台涡轮泵, 1个缩小版的燃烧室,可以模拟燃烧时的压力。燃气发生器的工作温度可以达到额定工作温度的30%到80%。此项 测试从1976年6月开始,到1978年9月结束。总共有77个模型进行了132次测试,测试时间为5 193秒。
RD-170发动机由一台两预燃室驱动的高压涡轮泵,四个喷注器/推力室,一体化的燃料和氧化剂增压泵,用 于阀作动和起动及关机吹除的氦气瓶、推力架、摆动作动器、推进剂导管、自燃燃料点火器、程序和控制阀、护 罩及遥测系统组成。
RD-170为液氧/煤油分级燃烧循环发动机,其海平面推力7259kN,海平面比冲3028m/s,混合比为2,6"1。推 力调节范围2八,发动机干重12吨,总高度4.01米,直径3.71米,单台高压涡轮泵同时供给四个相同的喷注器和 推力室。两个预烧室用富氧燃烧产物驱动单级涡轮。高压涡轮泵包含用一根套轴连接的两转子。一转子有涡轮和 氧化剂泵,另一转子有燃料泵。两轴均以次临界转子动力学运转 。

液体火箭发动机工作原理

液体火箭发动机工作原理

液体火箭发动机工作原理液体火箭发动机是一种利用液体燃料和氧化剂的燃烧产生高温高压气体从而产生巨大推力的动力装置。

它是航天器发射和太空探索的关键组成部分。

本文将详细讨论液体火箭发动机的工作原理,旨在帮助读者对其工作方式有更深入的了解。

一、液体火箭发动机的基本组成液体火箭发动机主要由燃烧室、喷管和供液系统组成。

1. 燃烧室:燃烧室是液体火箭发动机的核心部分,是燃料和氧化剂混合燃烧的地方。

燃烧室内壁采用耐高温材料制成,以承受高温高压气体冲击。

燃烧室内的燃料和氧化剂以一定的进料速率注入,通过点火等方式燃烧产生高温高压气体。

2. 喷管:喷管是将燃烧产生的高温高压气体加速喷出的装置。

喷管内设有特殊的喷嘴形状,可以有效地将高速气体的动能转化为喷射速度。

通过这种方式,液体火箭发动机可以产生巨大的推力。

3. 供液系统:供液系统是液体火箭发动机的液体燃料和氧化剂的供给装置。

该系统主要包括燃料泵和氧化剂泵,它们通过管道将燃料和氧化剂从储存罐中输送到燃烧室,以满足燃烧的需要。

二、液体火箭发动机的工作过程液体火箭发动机的工作过程可以分为供液过程、点火过程和推力产生过程三个阶段。

1. 供液过程:在燃烧之前,液体火箭发动机需要将燃料和氧化剂从储存罐中供给到燃烧室。

供液系统中的燃料泵和氧化剂泵通过各自的管道将燃料和氧化剂分别送入燃烧室,并且保持一定的流量和压力。

2. 点火过程:当燃料和氧化剂进入燃烧室后,点火系统将点火引信引燃燃料和氧化剂的混合物。

随着燃料和氧化剂的燃烧,高温高压气体在燃烧室内产生。

3. 推力产生过程:高温高压气体通过燃烧室与喷管之间的喷嘴进入喷管,由于喷嘴的特殊形状,气体在喷嘴内加速,同时压力降低。

根据牛顿第三定律,气体向下推动喷管推力方向相反,推动液体火箭发动机和航天器运动。

三、液体火箭发动机的特点和优势1. 较高的推力和燃烧效率:液体火箭发动机由于可以提供大量燃料和氧化剂,因此能够产生巨大的推力,可用于实现太空飞行和航天任务。

液氧煤油高压补燃循环液体火箭发动...

液氧煤油高压补燃循环液体火箭发动...

液氧煤油高压补燃循环液体火箭发动机核心技术(Core technology of LOX kerosene high pressure staged combustion liquidpropellant rocket engine)In July 29th, a reporter from the Chinese Aerospace Science and technology group was informed that China's new generation of large thrust of 120 tons of liquid oxygen kerosene rocket engine ignition test successfully in China for the construction of the space station and deep space exploration to provide more power. What areas will large thrust engines be used? What are the implications?Mark China has become the second master of liquid oxygen, kerosene engine core technology countriesIn July 29th, a reporter from the Chinese Aerospace Science and technology group was informed that China's new generation of large thrust of 120 tons of liquid oxygen kerosene rocket engine ignition test in the Sixth Research Institute of the group successfully, which will be China's 2014 5 rocket Long March first flight and lay a solid foundation for the subsequent manned space and lunar exploration project."Two months ago, the national defense science and Industry Bureau has just completed the engine project acceptance, indicates that China has become the second after Russia fully grasp the core technology of oxygen / kerosene staged combustion cycle liquid rocket engine of the country." China Aerospace Science and Technology Group General Manager Ma Xingrui told reporters.According to reports, this store for 3 years, has already experienced two extreme conditions hot test engine, again in the challenge of the ultimate test of perfection. It also shows that China's space power is undergoing new and old changes, and will greatly accelerate the pace of China's big space powers moving forward to space powers.Rocket engine experts, aerospace science and Technology Group Hospital Dean Tan Yonghua said, since 2000 the country officially approved to enter the engineering development in the 12 years since the LOX / kerosene rocket engine have been conducted more than 100 test. Since the development of the high pressure afterburning cycle engine, more than 80 key and core technologies have been developed. 3 basic engines have been developed, and 5 kinds of engines adapted to the overall flight state of different Rockets have been developed.Engine thrust increased by 60%, rocket carrying capacity is 3 times the conventionalTo some extent, the ability to explore space depends on the thrust of the space shuttle. China's active long march rocket, had elected the Shenzhou nine and Tiangong-1 successfully launched manned rendezvous and docking mission glory, but its thrust has been unable to meet the needs of the development of future aerospace technology, the development of a new generation of liquid rocket engine is extremely urgent.It is understood that, at this stage, the use of our engine single thrust is about 70 tons, rocket carrying capacity of 9 tons. 120 ton liquid oxygen kerosene engine has adopted theworld's most advanced high-pressure afterburning cycle system, which can be described as the "Mount Everest" in the field of space power in the world". The thrust ratio of our existing long march rocket engine is improved by more than 60%, the rocket carrying capacity is about 3 times of the original; not only the propellant, cycle and conventional engine, the highest pressure, turbine power and propellant flow design parameters, several times higher than the existing engine, thrust in tonnage, performance has greatly improved.Compared with the conventional engine, LOX / kerosene engine also has many advantages: a large thrust is two; there is no pollution, liquid oxygen and kerosene are environmentally friendly fuels, and easy storage and transport; three is the economy, 60% cheaper than conventional engine propellant; four is the high reliability; five is reusable.Capture, start and shutdown and other multi-channel difficulties, the successful implementation of the machine 600 seconds long range testThe large thrust rocket engine, as the world's high technology in the field of aerospace power, has not been developed smoothly. "In the early development of the machine, failures and setbacks are common."." Aerospace China academician, Academy of Engineering Science and technology group six science and Technology Commission Director Zhang Guitian said.It is understood that liquid oxygen, kerosene, engine performance in all aspects have been greatly improved, which means that the engine and components to work worse than existingengines work. This not only increased the difficulty of the design of the engine, but also put forward higher requirements for processing, testing equipment and materials, processes and so on.As the aircraft take-off and landing is the most difficult to control time, liquid rocket engine starting and shutdown is the most complicated dynamic process is the most difficult to design, especially in the starting process, a few tenths of seconds, the engine rotating parts to rotate up to tens of thousands per second never turn high speed; combustion components from the environment temperature is reached the high temperature of three thousand or four thousand degrees Celsius, the starting process of each instruction must be accurate to a few hundredths of a second, even a few thousandths of a second. Any part of the design is not good, may cause engine failure, or even explosion.Liquid oxygen kerosene engines have just started several failed machine tests, and there has been a challenge outside. After intense and strenuous research, designers finally found out the root cause of the failure of the test run, and designed the ideal starting program and starting program.The six party secretary Huang Liang said the research staff is with the spirit of perseverance,Through the continuous turbo pump test, system test, the test semi three difficulties, the successful implementation of the 600 seconds long range test.In the eyes of foreign aerospace experts, the construction of a scale of hundreds of tons of thrust from the main engine, laying a foundation to the formal trial operation, at least three years, and only six people spent a year and a half. After the test and trial run of the test platform, the overall design, technology and equipment of the first test platform in Asia have reached the advanced level both at home and abroad.Large thrust rocket will fly in 2014, which will provide more solid power for deep space exploration in ChinaAccording to experts, at present, all the flight status of the engine has been completed assessment tasks, began to deliver rockets overall test.Tan Yonghua said, equipped with liquid oxygen kerosene engine rocket will fly in 2014, will provide a solid power support for China's next space station construction and deep space exploration. By then, the Chinese people's flying path will become more smooth, the Chinese astronauts will fly higher and higher, and work and life in space will become more comfortable and beautiful.At the same time, the development of a new generation of large thrust rocket engines has directly contributed to the development of related industries. Tan Yonghua introduced, in the development of a new generation of six large thrust LOX / kerosene engine, in order to solve the problems of high temperature, high pressure, strong oxidation, high speed, high power, six homes and related units together developed nearly 50 kinds of new materials, including high strength andoxidation resistance of stainless steel, high temperature alloy, nano coating, and coating rubber etc..In the new process, through technical breakthroughs, more than 30 key technologies have been broken out, among which many technologies have reached the leading level both at home and abroad, and have independent intellectual property rights. At the same time, these new technologies will also have great application prospects in the civil field. (Jiang Jianke) source: China Aerospace network。

航空航天火箭发动机技术的突破

航空航天火箭发动机技术的突破

航空航天火箭发动机技术的突破航空航天领域一直是科技的前沿领域之一,而火箭发动机作为航空航天的核心技术之一,在过去几十年间也取得了重要突破与进展。

本文将就航空航天火箭发动机技术的突破进行讨论。

1. 燃料技术的创新燃料是火箭发动机的心脏,其性能直接决定了火箭的推力和效率。

在航空航天领域,科研人员致力于寻找更加高效、环保的燃料。

传统的火箭燃料主要基于化学反应,如固体燃料和液体燃料。

然而,近年来,新型燃料技术的出现为火箭发动机的发展带来了重大突破。

一种新型燃料技术是推进剂的选择改变,目前已经有固体/液氢和液态氧等低温混合物替代传统的液氧与煤油的燃料系统。

这种技术不仅推动了火箭的推力增长,而且能够进一步提高发动机的燃烧效率和环保性能。

2. 结构材料的突破航空航天火箭的发动机一直以来都面临着严峻的工作环境,高温、高压和极端的气氛压力使得发动机的材料选择是一个重要的考虑因素。

近年来,结构材料的突破为火箭发动机技术带来了可喜的进展。

钛合金在航空航天领域中应用广泛,它具备良好的耐高温性能和较低的密度,能够有效减轻发动机的重量。

另外,纳米材料的出现也为火箭发动机的结构设计提供了新的思路,纳米材料具备较高的强度和刚度,能够提高火箭发动机的耐压性能和耐腐蚀性能。

3. 涡轮增压技术的应用航空航天领域对于火箭发动机的推力要求越来越高,而涡轮增压技术的应用为提高发动机的推力和效率提供了解决方案。

涡轮增压技术主要是通过提高燃料燃烧效率来提高推力,其基本原理是通过废气推动涡轮,进而驱动压气机提高发动机的进气量。

涡轮增压技术的应用不仅能够提高火箭发动机的性能,还能够降低燃料消耗和排放量,从而实现更加环保和可持续的航空航天发展。

4. 先进制造技术的发展火箭发动机是航空航天领域中最复杂的部件之一,其制造精度和工艺要求非常高。

随着先进制造技术的发展,如3D打印技术、新材料制造技术等,火箭发动机制造过程变得更加精确和高效。

3D打印技术可以根据设计图纸准确地制造发动机的各个零部件,能够大幅度提高制造的精度和速度。

液态火箭发动机的工作原理

液态火箭发动机的工作原理

液态火箭发动机的工作原理液态火箭发动机是一种常用的推进系统,被广泛应用于航天和导弹领域。

其工作原理涉及燃料的燃烧、推进剂的喷射和发动机的控制等多个方面。

本文将详细介绍液态火箭发动机的工作原理,包括液态燃料的供给系统、燃料的燃烧过程、喷射推进剂和控制系统等。

液态火箭发动机工作原理的主要要点如下:1. 燃料供给系统:液态火箭发动机通常使用液态燃料,如液氢和液氧。

这些燃料需要经过供给系统提供给发动机。

燃料供给系统包括燃料储罐、燃料泵和燃料喷嘴等组件。

通过液氢和液氧的供给,确保发动机能够持续进行燃烧。

2. 燃料的燃烧过程:液态火箭发动机中的燃料需要与氧化剂发生反应并燃烧。

液氢和液氧的燃烧产生大量的热能,同时释放出水蒸气作为废气。

燃料和氧化剂反应的能量转化为推力,推动火箭飞行。

3. 喷射推进剂:液态火箭发动机通过喷射推进剂产生推力,从而达到推动火箭的目的。

推进剂喷射的原理是牛顿第三定律,即每个作用力都有一个等大的反作用力。

发动机在燃烧过程中,通过喷嘴将产生的高温高压气体快速喷射出去,推动火箭向前运动。

4. 环境适应性和可控性:液态火箭发动机的工作需要适应各种复杂环境,如高温、高压和低温等。

发动机需要具备可控性,能够按照要求进行启动、停止和调节推力等操作。

这需要设计合理的控制系统,包括燃料供给控制、燃烧控制和喷射控制等。

总结:液态火箭发动机的工作原理涉及燃料的供给、燃料的燃烧过程、喷射推进剂和控制系统等多个方面。

其中,燃料供给系统负责提供液态燃料,燃烧过程产生热能转化为推力,喷射推进剂实现火箭的推进,而控制系统实现发动机的启动、停止和推力调节等功能。

液态火箭发动机的工作原理既复杂又关键,对航天和导弹领域的发展具有重要意义。

高压补燃火箭发动机

高压补燃火箭发动机

谢谢观看
简介
高压补燃火箭发动机又称分级燃烧循环火箭发动机。
工作原理
利用富燃预燃室或富氧预燃室的燃气作用驱动涡轮,再将涡轮排气引入主燃烧室进行充分燃烧的液体推进剂 高压火箭发动机。为了缩小发动机的结构尺寸,提高功率密度和减少比冲相损失,常选用高压补燃火箭发动机。 随着燃烧室压强的提高、涡轮泵功率相应迅速增长,驱动涡轮的燃气工质流量急剧增大,如果仍采用常规的燃气 发生器循环系统,发动机的比冲将显著降低。采用分级燃烧循环系统能显著提高发动机整机的性能 。
前苏联在20世纪60年代初研制的NK-33和D-57以及7U年代研制的RD-170、RD-120和RD-012等发动机都采用 了分级燃烧循环方式。美国20世纪70年代研制的航天飞机主发动机(SSME)亦为分级燃烧循环火箭发动机。这类发 动机设计的燃烧室压强都比较高,一般都在10MPa以上,这样才能充分发挥分级燃烧循环的优越性。例如,RD170火箭发动机的燃烧室压强竟高达25MPa。也正因为如此。高压补燃火箭发动机系统结构复杂,组件数量多,研 制难度大。
发展前景
航天活动需要大推力的火箭发动机提供动力,载人航天、载人登月等重大航天活动更需要大推力、高可靠性、 高安全性的火箭发动机支撑,可谓发动机的推力有多大,人类的足迹就有多远。大推力液氧煤油发动机是运载火 箭下面级主动力的全球选择之一,几十年的航天发展中,美、俄等航天国家研制了多种具有重大历史意义的大推 力液氧煤油发动机,奠定了其航天强国的地位 。
高压补燃火箭发动机
航空工程术语
01 简介
03 优点 05 发展前景
目录
02 工作原理 04 国外研究状况
高压补燃火箭发动机又称分级燃烧循环火箭发动机。利用富燃预燃室或富氧预燃室的燃气作用驱动涡轮,再 将涡轮排气引入主燃烧室进行充分燃烧的液体推进剂高压火箭发动机。为了缩小发动机的结构尺寸,提高功率密 度和减少比冲相损失,常选,高压补燃循环液氧煤油发动机具备诸多优点: (1)没有污染,液氧和煤油都是环保燃料,而且易于存贮和运输; (2)经济,推进剂比肼类燃料的成本低60%; (3)可靠性高; (4)可重复使用,可以进行多次试车,而且试车后仍可用于发射,不必每次测试都报废一台便宜的发动 机;

我国新一代火箭发动机研制成功

我国新一代火箭发动机研制成功

龙源期刊网
我国新一代火箭发动机研制成功
作者:
来源:《硅谷》2012年第12期
我国推力最大的新一代运载火箭发动机120吨级液氧煤油高压补燃循环发动机日前研制成功,成为继俄罗斯之后第二个掌握该火箭发动机核心技术的国家。

该型发动机将作为我国新一代运载火箭的动力系统,为载人航天、月球探测等国家重大专项任务提供有力保障。

据介绍,该型发动机的研制成功,填补了我国高压补燃循环发动机的技术空白,缩短了我国液体火箭发动机技术水平与国外的差距,奠定了我国未来航天动力系统发展的技术基础。

该型发动机工程突破设计、制造、试验关键技术70余项,获得近20项国防科技成果及相关专利授权。

围绕该型发动机研制所需的近50种新材料攻关,促进了相关领域基础技术的发展,对我国相关工业水平的提升起到了带动作用。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

7月29日,记者从中国航天科技集团获悉,我国新一代大推力120吨液氧煤油火箭发动机在该集团第六研究院点火试验获得成功,这将为我国2014年实现长征5号火箭首飞以及进行后续载人航天和月球探测工程等打下坚实基础。
“两个月前,国家国防科工局刚刚完成了对该型号发动机的项目验收,标志着我国成为继俄罗斯之后第二个完全掌握液氧煤油高压补燃循环液体火箭发动机核心技术的国家。”中国航天科技集团总经理马兴瑞告诉记者。
与常规发动机相比,液氧煤油发动机还具备诸多的优点:一是推力大;二是没有污染,液氧和煤油都是环保燃料,而且易于存贮和运输;三是经济,比常规发动机推进剂便宜60%;四是可靠性高;五是可重复使用。
攻克起动和关机等多道难关,成功实现整机600秒
7月29日,记者从中国航天科技集团获悉,我国新一代大推力120吨液氧煤油火箭发动机点火试验获得成功,将为我国空间站建设和深空探测提供更大动力。大推力发动机将在哪些领域获应用?有哪些重要意义?
标志我国成为第二个掌握液氧煤油发动机核心技术国家
与此同时,新一代大推力火箭发动机的研制,直接带动了相关产业的发展。谭永华介绍,在六院新一代大推力液氧煤油发动机研制中,为了解决高低温、高压、强氧化、高转速、大功率等问题,六院与相关单位一起研制开发了近50种新材料,包括高强度耐氧化的不锈钢、高温合金、纳米涂层、镀层、橡胶等等。
Hale Waihona Puke 在新工艺方面,通过技术攻关突破了30多项关键工艺,其中多项技术达到国内甚至国际领先水平,并拥有自主知识产权。同时,这些新技
据介绍,这台储存了3年、此前已经历过两次极限工况热试车考验的发动机,在又一次的挑战极限考验中表现完美。这也表明中国航天动力正在经历新旧更迭,将大大加快我国由航天大国向航天强国迈进的步伐。
火箭发动机专家、航天科技集团六院院长谭永华说,自2000年国家正式立项进入工程研制至今的12年间,液氧煤油发动机已先后进行了百余次试车。从研制高压补燃循环发动机开始到现在,已突破80余项关键和核心技术,先后研制出3种基本型发动机,以及5种适应不同火箭总体飞行状态的发动机。
在国外航天专家眼里,建设一座数百吨推力规模的发动机试车台,从主体奠基到正式试验投产,至少要用三年时间,而六院人仅用了一年半。经过考台试车和正式试车的验证,这座亚洲第一试车台的总体设计、技术、设备等指标均达到了国内外先进水平。
大推力火箭将于2014年首飞,为我国深空探测提供更坚实动力
据专家介绍,目前所有飞行状态发动机均已完成考核任务,开始交付火箭总体进行相关试验。
谭永华透露,装备液氧煤油发动机的火箭将于2014年首飞,将为我国下一步空间站建设以及深空探测提供坚实的动力支撑。届时,中国人的飞天之路将会变得更加顺畅,中国航天员将会越飞越高,在太空的工作和生活也会变得更加舒适和美好。
液氧煤油发动机刚开始进行的几次整机试车都失败了,外界也出现了质疑声。经过紧张激烈的艰苦攻关,设计人员终于摸清了试车失败的根源,设计了最理想的起动方案和起动程序。
六院党委书记黄亮说,科研人员正是凭着锲而不舍的精神,连续闯过了涡轮泵联动试验、半系统试验、整机试验三大难关,成功实现整机600秒长程试验。
发动机推力提高六成,火箭运载能力是常规3倍
从某种程度上说,探索太空的能力,取决于航天发动机的推力。我国现役长征系列运载火箭,有过推举神舟九号与天宫一号圆满完成载人交会对接任务的辉煌,但其推力已经不能满足未来航天技术发展的需求,研制新一代液体火箭发动机显得格外迫切。
据了解,现阶段我国使用的发动机单台推力是70吨左右,火箭的运载能力在9吨上下。120吨级液氧煤油发动机采用了目前世界上最先进的高压补燃循环系统,可谓世界航天动力领域的“珠峰”。其推力比我国现有长征系列运载火箭发动机提高60%以上,火箭运载能力是原来的3倍左右;不仅采用的推进剂、循环方式与常规发动机不同,在最高压力、涡轮功率、推进剂流量等设计参数上,也比现有发动机高出数倍,在推力吨位、性能方面有大幅度提高。
如同飞机起飞和降落是最难控制的时段一样,液体火箭发动机的起动和关机是最复杂最难设计的动态过程,尤其是起动过程,在零点几秒内,发动机的转动件要从不转动加速到每秒几万转的高转速;燃烧组件要从环境温度达到三四千摄氏度的高温,起动过程的每个指令都必须精确到百分之几秒,甚至千分之几秒。任何一个环节设计不好,都可能导致发动机故障甚至爆炸。
长程试验
大推力火箭发动机作为世界航天动力领域的技术高点,研制过程并非一帆风顺。“在整机研制初期,失败与挫折是家常便饭。”中国工程院院士、航天科技集团六院科技委主任张贵田说。
据了解,液氧煤油发动机各方面性能都有大幅度提高,这就意味着发动机及各部件要在比现有发动机更恶劣的条件下工作。这不仅加大了发动机的设计难度,而且对加工、试验设备以及材料、工艺等提出了更高的要求。
术在民用领域也会有很大的应用前景。(蒋建科) 来源:中国航天网
相关文档
最新文档