星光火箭发动机突破垂直回收核心技术

2020-05-28 09:46 来源:澎湃新闻

澎湃新闻记者张静

5月27日,北京星光航天科技有限公司(以下简称“星光”),一家民营火箭公司,成功地发射了第二次远程500秒测试运行的焦点1可重复使用的液氧甲烷发动机。

星光表示,这标志着分众1成为世界上第一台具备二次启动能力的液氧甲烷发动机,也意味着星光突破了运载火箭垂直回收的另一项核心技术,为双曲型二次可重复使用运载火箭重返垂直回收试验和发射入轨奠定了基础。

火箭回收方法有三种,一种是“降落伞气囊”式,另一种是滑翔式水平着陆方案,第三种是通过发动机的反向推力进行垂直回收。

垂直着陆技术对火箭动力系统提出了更高的技术要求,其中之一就是发动机的二次起动。所谓二次启动是指在第一次正常运行停机后,运载火箭发动机能够根据飞行轨迹和定时要求,在高空再次正常启动和工作。

二次起动技术可以应用于火箭的垂直回收过程,通过二次点火可以实现再入减速,从而降低火箭第一级着陆的速度。它也可应用于火箭发射入轨过程,以提高火箭的运载能力。在助推火箭第一次点火一段时间后,关闭允许火箭滑至合适的位置再次点火和助推,从而在节省燃料的同时提高运载能力。

长征三号是中国研制的第一个大型三级运载火箭。第三级液氢液氧火箭发动机YF-73的研制成功,使中国成为世界上第二个掌握低温发动机二次起动技术的国家。从此,中国的低温燃料火箭技术成为世界先进技术之一。

然而,二次启动不仅要重复执行一次点火的动作,还要解决热泵启动、低入口压力启动和滑动段预冷的技术问题。

星际荣耀动力系统工程师表示,福克斯1号的第二次启动测试全面检查了发动机的第二次启动能力,并验证了第二次启动顺序的正确性。检验了点火器在发动机真实状态下的功能和性能,验证了发动机各部件对二次起动条件的适应性。获得发动机两次起动之间的状态数据,为第二次起动飞行应用提供数据支持。

福克斯1号是一台15吨重的可重复使用的液氧和甲烷发动机,由星光公司独立开发。它使用液氧和甲烷燃料,清洁、环保、成本低、不易结焦。这种发动机被设计成可重复使用30次,可以节省70%以上的火箭制造成本。它的功能可以满足减速、着陆、长期在轨和深空探测的多任务要求。

在此之前,分众1成功进行了三次长期测试,在额定条件下的长期测试超过1000秒。接下来,发动机将继续进行地面试验,如变推力试验、摇摆试验、整机振动模式试验、发动机各种极限边界试验、发动机寿命和可靠性试验。星光将通过自主开发的双曲线II-1子级100公里垂直起落试验掌握可重复使用的运载火箭技术。

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