液氧煤油发动机成我国新一代运载火箭的主要动力装置

液体火箭是以液体火箭发动机作动力装置的火箭。一般由动力装置、箭体结构和控制系统等部件组成。有单级火箭和多级火箭两种。液体火箭主要用作航天运载工具和导弹核武器的推进部分。美国“土星” 5号多级火箭，长约111米，直径10米，总推力达33350千牛， 运载能力达127吨，作为航天运载工具已先后把12名航天员送上月球。液体火箭加上弹头即构成武器，一种是无控火控火箭武器，另一种为有控火箭武器，即“导弹”。

液体火箭的动力装置系统主要由推进剂输送和增压系统及液体火箭发动机两大部分组成。 推进剂输送和增压系统是保证液体火箭发动机可靠工作的重要系统。

航天学诞生和发展的一个重要特点是理论先行。从20世纪初航天学理论的出现到人造卫星发射成功，只经历了短短的50年。可以说，航天学理论的率先建立大大加速了航天时代的来临。在航天学理论和火箭运动理论建立的过程中，活跃着一批有卓越成就的航天先驱者。在理论方面最著名的是俄国的齐奥尔科夫斯基、美国的罗伯特·戈达德和德国的赫尔曼·奥伯特。利用火箭实现太空飞行的设想和理论是俄国航天先驱者齐奥尔科夫斯基首先明确阐述的。

1896年，他开始从理论上研究星际航行问题，进一步明确了只有火箭才能达到这个目的。1897年，齐奥尔科夫斯基推导出了著名的火箭运动方程式。齐奥尔科夫斯基首先研究的问题是太空飞行用的运载工具。他认为，在宇宙空间没有空气的情况下，唯一能够使用的运输工具是火箭。齐奥尔科夫斯基经过几年潜心研究，于1898年完成了航天学经典论文《利用喷气工具研究宇宙空间》，但这篇论文直到1903年才在莫斯科的《科学评论》上发表。接着，齐奥尔科夫斯基又在《航空报告》上发表了多篇关于火箭理论和太空飞行的论文。这些出色的著作较为系统地建立起了火箭运动和航天学的理论基础。 [2]

9月14日电 (记者 张一辰)记者14日从中国航天科技集团六院西安航天动力研究所获悉，由该所自主研制的某型液氧煤油发动机实现重复飞行试验验证，此举首次实现了中国液体火箭动力的重复使用。

液体火箭发动机作为航天运载器的主要动力装置，具有性能高、任务适应强、技术难度大、研制周期长等特点，也是航天运载器最复杂的产品之一，因此其可重复使用成为实现航天运载器重复使用必须突破的关键技术之一。

液氧煤油发动机是中国新一代运载火箭的主要动力装置，具有高性能、大推力、无毒无污染等优点。该发动机从设计之初，部组件方案及总体布局按多次工作的要求开展论证，地面研制试验实现了单台发动机不下台重复试车8次。

然而，可重复地面试车并不代表发动机能适应可重复使用。液体火箭发动机可重复使用还需要突破多次起动、低入口压力起动、大范围推力调节、状态评估检测及健康管理、快速简化处理、高温组件结构抗疲劳寿命评估及延寿、全任务剖面复杂力热环境预示及控制等关键技术。

据介绍，通过本次试验进一步验证了发动机全任务剖面复杂力热环境适应性、飞行后回收重复使用的可行性，探索了液氧煤油发动机快速简化处理方案、检测维护及健康管理方案，初步建立了液体火箭发动机重复使用设计评估准则，推动了重复使用航天运输技术的发展和工程应用。

液氧煤油发动机是我国新一代运载火箭的主要动力装置，具有高性能、大推力、无毒无污染等优点。该发动机从设计之初，部组件方案及总体布局按多次工作的要求开展论证，所有阀门均为可多次工作的气动、电动、液动等工作形式，地面研制试验实现了单台发动机不下台重复试车8次。

“十三五”期间，西安航天动力研究所预先开展了液氧煤油发动机重复使用关键技术研究，取得了大量理论和试验研究成果，为液氧煤油发动机重复使用奠定了基础。

由于天地工作环境的差异性及各种保障条件的限制，液氧煤油发动机飞行重复点火与地面试验重复点火不能简单划等号，飞行力、热等环境条件也更加恶劣，因此液氧煤油发动机重复使用需要攻克的关键技术难题更多，主要有以下几个方面：

多次点火技术

目前，我国补燃循环液氧煤油发动机已在地面试验实现了不间断三次点火起动，摸索出了重复点火工作间的吹除处置和预冷方法。

大范围变推力技术

要实现发动机的大范围变推力，需设置调节元件和驱动机构，同时对调节精度和调节速率有要求。另外，工作条件的大范围变化对发动机推力室等热力组件及涡轮泵等主要组件的工作适应能力提出了很高要求。我国液氧煤油发动机具备无级推力调节能力，通过地面试车进行充分验证，其中推力调节机构和大范围推力调节能力在新一代长征八号运载火箭上实现了飞行验证。

力、热防护技术

与一次性使用运载器相比，重复使用运载器不仅要求发动机在上升段工作，而且返回段也要再次点火工作用于运载器减速或着陆，特别是返回段的气动力载荷条件、喷口反流热流条件等更加苛刻，需要对发动机进行力、热防护技术研究。某飞行器试验的成功，初步验证了液氧煤油发动机对重复使用飞行力、热载荷条件及免维护防护措施的有效性。

重复使用状态评估技术

国内液体火箭发动机地面故障诊断系统在液氧煤油发动机研制试验中应用较早，技术成熟。2022年3月在新一代长征六号甲运载火箭上首次实现了飞行健康监控系统的实战应用。通过液体动力健康诊断相关技术研究，液氧煤油发动机在试车或飞行后状态评估技术方面也开展了大量研究工作。