“胖五”火箭發動機研製背後:研製初期曾連續四次爆炸
中國空間站“問天”實驗艙成功發射,而護送它進入太空的,是我國近地軌道運載能力最大的運載火箭——長征五號B。運載火箭的核心技術是發動機,是技術含量最高、難度最大的部件之一。暱稱“胖五”的長征五號,採用了液氫液氧、液氧煤油作為燃料,這也是當今世界航天發射的主流技術。
今天,央視就專門揭秘了發動機研製的背後故事。
據航天科技集團六院西發公司型號系列總工藝師張和平介紹,長征五號用了八台120噸液氧煤油發動機,其中有30多種新材料,典型的就是燃燒部分用的高溫合金。
高溫合金被稱為“先進發動機基石”,因為火箭發動機點火後,最高溫度達到3000℃,只有高溫合金能保持穩定。
2000年,國家正式立項,液氧煤油發動機進入工程研製,首先要解決的就是研發高溫合金,可是最初研發的葉盤剛上試車台幾秒鐘,就沒了。
國外專家曾叫囂:即使中國人能把液氧煤油發動機設計出來,也無法製造出來。
時任航天科技集團六院十一所液氧煤油發動機主任設計師的葛李虎,被稱為“拼命三郎”,跟火箭發動機打了一輩子交道,帶領團隊攻關,不斷調整高溫合金配方的化學成分,兩年做了上百次試驗,終於研製成功,而且沒有從國外進口一克原料,性能水平也超越了國外同等類型合金。
但是,發動機研製出來後,在試車台上一點火就爆炸了,初期甚至接連發生了四次爆炸,而一次試車成本上千萬元。
尤其是2001年,液氧煤油發動機進行了四次整機試車,均未成功,其中還連續兩次發生了爆炸,這在中國航天的歷史上也是絕無僅有的。
研製團隊重整旗鼓,從爆炸碎片中分析故障原因,一個閥門問題的試驗就連續做了100多次,白天做試驗,晚上就分析數據、裝配產品。最長的一次,300人在廠裡住了整整3個月。
2002年,液氧煤油發動機試車5秒鐘。
2006年,液氧煤油發動機長程試車600秒。
2016年,液氧煤油發動機在長征五號首飛任務中獲得成功,之後在我國首次火星探測任務、嫦娥五號、空間站天和核心艙的發射中都有著完美的表現。
據航天科技集團六院副院長馬雙民介紹,我們通過發動機的研製,完全掌握了高壓液氧煤油發動機的全套技術,研製出了具有完全自主知識產權的大型火箭發動機,支撐了我國運載火箭(動力)的更新換代。
目前,航天科技集團六院研發的500噸液氧煤油發動機已經突破了主要關鍵技術,將在今年完成發動機整機熱試車,支撐未來載人登月、深空探測!