重复使用核心技术突破!星际荣耀焦点一号发动机完成二次启动试车

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重复使用核心技术突破!星际荣耀焦点一号发动机完成二次启动试车
麻省理工科技评论 2020-05-28

2020-05-28

星际荣耀完成全球首次液氧甲烷发动机二次试车,突破火箭回收关键技术
技术
星际荣耀完成全球首次液氧甲烷发动机二次试车,突破火箭回收关键技术

2020 年 5 月 27 日,星际荣耀 “焦点一号”(代号“JD-1”)可重复使用液氧甲烷发动机成功完成二次启动长程 500 秒试车。此次试车成功,标志着“焦点一号” 成为全球首台具备二次启动能力的液氧甲烷发动机,也意味着星际荣耀突破了运载火箭垂直回收的又一项核心技术,为双曲线二号可重复使用运载火箭的成功入轨发射奠定坚实基础。

重复使用核心技术突破!星际荣耀焦点一号发动机完成二次启动试车

以垂直着陆的技术实现运载火箭子级回收,对火箭的动力系统提出很高的技术要求,其中一项核心技术就是发动机的二次启动。二次启动是指运载火箭发动机在第一次正常工作关机后,按飞行弹道和时序要求在高空中再次正常启动、工作的能力,这并不仅是重复执行一次点火的动作,同时还需要解决热泵启动问题、低入口压力下的启动问题和滑行段预冷等技术难题。

重复使用核心技术突破!星际荣耀焦点一号发动机完成二次启动试车

据了解,二次启动技术不仅可以应用于火箭垂直回收过程,通过二次点火实现再入减速,降低火箭一子级着陆时的速度;还可以应用于火箭发射入轨过程,提高火箭运载能力——在第一次点火助推火箭一段时间后,关机让火箭滑行到适当的位置再次进行点火助推,在节省燃料的同时,提升运载能力。

重复使用核心技术突破!星际荣耀焦点一号发动机完成二次启动试车

中国的液氢液氧火箭发动机 YF-73 的成功研制,使得我国成为世界上第二个掌握低温发动机二次启动技术的国家,中国低温燃料火箭技术自此跻身世界先进行列。今天,新一代航天人承先人之志,继续攻关低温燃料火箭技术,选择更清洁环保、不易结焦的液氧甲烷燃料,据公开资料,焦点一号发动机二次启动试车的圆满成功,使中国成为世界上首个掌握液氧甲烷发动机二次起动的国家。

重复使用核心技术突破!星际荣耀焦点一号发动机完成二次启动试车

星际荣耀动力系统工程师介绍,此次焦点一号二次启动试车,全面考核了发动机二次启动能力,验证了二次启动时序的正确性;考核了发动机点火器真实状态下的功能、性能,验证了发动机各组件对二次启动工况的适应性;获取了发动机两次启动间的状态数据,为二次启动飞行应用提供数据支撑。此次试车的圆满成功,为双曲线二号运载火箭再入垂直回收试验和首飞打下坚实基础。

焦点一号是星际荣耀自主研发的 15 吨级可重复使用液氧甲烷发动机,采用清洁环保、价格成本低、不易结焦的液氧甲烷燃料,发动机设计可重复使用次数达 30 次,可以为火箭节省了 70% 以上的制造成本,大大降低了太空探索的成本。焦点一号具有很高的工程应用价值,其功能可覆盖减速、着陆及长时间在轨、深空探测等多任务要求,对任务的适应性较强。

重复使用核心技术突破!星际荣耀焦点一号发动机完成二次启动试车

此前,焦点一号已成功完成累计上千秒长程试车考核。后续,该发动机将继续进行变推力试车、摇摆试车、发动机整机振动模态试验、发动机各类极限边界试验、发动机寿命与可靠性摸底试车等地面试验,并通过星际荣耀自主研制的可重复使用运载火箭双曲线二号一子级百公里垂直起降试验,全面掌握可重复使用运载火箭技术。

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