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中国500吨级液体发动机已突破关键技术
(博讯北京时间2018年3月13日 转载)
    
    
     载人航天、探月工程、新一代运载火箭、北斗导航等这些国家重大航天工程带给国人无数的振奋与激励,而这些国家重大航天专项的实施,都离不开“液体动力国家队”——中国航天科技集团有限公司第六研究院(以下简称“六院”)的研究成果。两会期间,全国人大代表、中国航天科技集团第六研究院院长刘志让在接受《环球时报》记者专访时,回应了中国发展重型火箭、可重复使用火箭技术进展等一系列中国航天动力领域的热点话题。

    
    建议设航天液体动力重大专项
    
    环球时报:您建议国家设立航天液体动力重大专项,请问具体内容是什么?
    
    刘志让:我之所以在两会上建议国家设立航天液体动力重大专项,是因为我国目前主动力的研发周期一般需要10年至15年时间。航天液体动力是航天事业的核心之一,是航天装备的心脏,是太空活动的重要基础和保障。有句话说“火箭发动机推力有多大,中国航天的舞台就有多大”。
    
    我们研制的发动机作为火箭主动力、空间飞行器动力圆满完成了历次卫星、飞船、空间探测器发射和飞行任务,参与了载人航天、探月工程、北斗导航等重大工程,实现了常规火箭动力向新一代无毒、无污染、大推力火箭动力的更新换代。为尽早实现“航天强国”建设战略目标,液体动力必须提前谋划、超前发展。通过对标分析,我们提出了中国航天液体动力在提高核心技术指标、深化基础理论研究等方面的研究思路:第一,提高技术创新能力和研制能力。通过航天液体动力专项实施,加大共性基础技术研究,提高信息化、数字化条件下的技术创新和研制能力,补短板、除隐患,筑牢研发创新和生产制造根基,稳定产品性能,提升质量与可靠性水平,切实推动我国航天液体动力技术向世界一流水平迈进。第二,加大液体火箭发动机前沿技术研究。尽快启动重型运载火箭发动机工程研究,加大对重复使用火箭动力、天地往返组合动力、先进空间动力等先进技术攻关的支持力度,有效支撑航天强国建设的后续任务。
    
    环球时报:您怎么评价目前中国航天技术在国际上所处的地位?
    
    刘志让:随着载人航天与月球探测、北斗导航、高分辨率对地观测系统等国家重大科技专项的顺利实施,我国新一代运载火箭进入工程化应用,中国航天取得许多举世瞩目的辉煌成就,多项成果达到国际一流水平,中国已是名副其实的航天大国,正向航天强国迈进。目前我国有30%的航天技术指标达到国际一流水平,根据中国航天科技集团的战略部署,到2020年,我国力争实现在轨航天器数量超过200颗,年发射30次左右,超越欧盟,基本达到世界航天强国水平。到2030年,力争将这一数字提升至60%,使我国超越俄罗斯,跻身世界航天强国前列;到2045年,部分重点领域比肩美国,全面建成航天强国。现在,我们已启动实施重型运载火箭与火星探测等一批新的重大科技项目和重大工程。
    
    介绍中国重型火箭研制进展
    
    环球时报:两会期间有媒体报道称,中国重型火箭的500吨级液体发动机将年内问世,请介绍下研制进展。
    
    刘志让:“问世”给人感觉好像这个事情已经成了,其实不是这样。年内问世的是500吨级液体发动机的工程样机,也就是说完成了所有关键技术的突破。目前,我们正在进行关键技术攻关和方案深化论证工作,各项工作进展顺利。发动机研制中进行了多项创新,不仅性能指标达到国际一流水平,在研制流程上,还尝试了数字化研制模式,实现了设计、制造和验证等流程优化;在研制手段上采用了大量仿真手段和智能化理念;在制造工艺上,采用了新材料和3D打印等新技术成果。现阶段发动机已完成核心组件的冷热试验验证,并成功开展了半系统热试验,500吨级发动机今年年内可完成工程样机整机装配,虽然是样机,实际上已把很多关键技术的解决途径走通了,这样以后基本上就不会有较大的方案反复了。
    
    推举重型运载火箭的三型液体火箭发动机,为500吨级液氧煤油发动机、200吨级和25吨级液氧液氢发动机,分别用作重型运载火箭的一级、二级和三级。三型发动机比冲等核心指标均达到国际一流,将发动机最大推力提高到500吨级,是我国现役发动机最大推力的4倍以上。正式工程立项之后,还有优化设计、生产制造、试验验证、可靠性提升等一系列工作,距离工程化应用还需要8年至10年时间。
    
    环球时报:SpaceX等公司正大力发展可重复使用火箭,这对发动机的要求远高于一次性使用发动机。请问在这方面的研究成果如何?
    
    刘志让:我院在“十一五”期间就开展了液氧煤油发动机可重复使用技术的探索和研究,突破单台发动机不下台连续热试车、大范围推力调节等关键技术。进入“十三五”以来,我国也加快可重复使用运载器的研究力度,制定了发展规划,并提出重复使用动力的研究计划:为满足火箭垂直回收要求,持续开展液氧煤油发动机的改进研究,进一步开展提高推力调节范围和增加启动次数等工作,先行实现火箭一级的回收与可重复使用。后续针对完全可重复使用运载火箭、水平起降天地往返运载器的使用需求,我们将开展可重复使用液氧甲烷发动机、组合循环发动机的研究工作,分别实现中期一、二级火箭可重复使用、远期水平起降重复使用运载器服役的规划目标,推动重复使用航天运输领域的产业化运行。预计到2030年全部完成可重复使用火箭动力的工程研制。
    
    深空探测动力研究有序推进
    
    环球时报:未来中国将会开展载人登月、火星探测、空间站建设等重大工程研究工作,请问六院在相关领域有哪些研究计划?
    
    刘志让:在空间飞行器动力方面,我院研制并形成了空间化学推进产品系列:以490N发动机为代表的高性能卫星远地点发动机,以7500N变推力发动机为代表的大范围推力调节发动机,以2500N发动机为代表的神舟飞船变轨发动机,以及各种空间姿态控制发动机。同步开展了空间电推进技术的研究和攻关,霍尔电推进系统具备工程应用条件。在后续载人登月、火星探测等任务研究中,六院将研制新的空间发动机,开展环境适应性研究,满足月球、火星表面软着陆及起飞任务需求;开展低温推进剂在轨贮存技术研究,力争实现高性能液氧液氢发动机空间长期驻留和可靠工作。同时,开展大功率空间电推进系统、空间核热动力等新型动力的研究,以适应火星探测等深空探测任务需求。
    
    环球时报:国内有机构宣布要研制空天飞机,请问六院在中国未来空天飞机动力研制方面将发挥怎样的作用?
    
    刘志让:空天飞机是水平起降重复使用天地往返飞行器的通俗叫法,它能够带来航天运输方式的变革。我们也关注到了这个消息,有更多力量和资本进入这个领域,大家都探索航天这条路径,百花齐放,是件好事。实话实说,空天飞机的关键和保障还是在动力上,而这方面的研制难度很大。要想真正研制空天飞机,需要优势联合才能发展更快。这方面也需要政府主动分层次、分领域引导和规划,减少风险。
    
    六院在“十一五”期间就开始了相关动力技术的追踪和研究工作,通过对比航空发动机、火箭发动机、冲压发动机各自的优缺点后,我们认为组合动力是未来空天技术融合发展的必然趋势,是实现飞行器水平起降、天地往返的最可行的动力方案。目前,经过前期大量探索,六院在组合动力方面技术思路逐步聚焦,试验设施不断完善,部分技术已得到充分验证,形成完整的研制策划和发展路线图。在组合动力领域,我们期望联合国内优势力量共同推进研究工作。 _(网文转载) (博讯 boxun.com)
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