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献礼航天日!空天引擎“炎驭一号甲”火箭发动机圆满完成协调性热试车

2021-04-24 18:32
江苏
来源:澎湃新闻·澎湃号·媒体
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2021年4月23日,空天引擎自主研发的“炎驭一号甲”液氧煤油发动机(以下简称“炎驭一号甲”)圆满完成协调性热试车。

本轮试验围绕发动机各组件之间的工作协调性、发动机推力调节能力、不同起动和关机方案、关机时序试验开展了针对性验证,获得了起动、关机参数;验证了发动机各组件的工作协调性,试验结果与设计值一致,表明发动机设计合理、工作可靠。试验的圆满完成,标志着“炎驭一号甲”成为国内民营商业航天首型完成协调性试车的液氧煤油发动机。

AY-1A发动机协调性热试车视频

“炎驭一号”系列发动机在国内率先使用双针栓式(主系统的推力室和副系统的燃气发生器)喷注器技术,与传统的离心式和直流式喷注器相比,具有独特的几何结构形式及喷注特性,能实现深度变推力调节。空天引擎通过两项独有的重大技术创新,探索出高可靠、低成本、变推力的液体发动机方案,为后续更大推力量级发动机打下坚实基础。

AY-1A发动机试验团队合影

相对美国Rocket Lab公司“电子号”火箭的“卢瑟福”发动机,“炎驭一号”系列发动机节省了大量的电池和电机等组件,降低了火箭和发动机的死重,并且发动机比冲显著高于“卢瑟福”发动机,能有效提高火箭的载荷能力。

“炎驭一号”系列发动机核心部件推力室、燃气发生器等均采用3D打印工艺路线,设计灵活性大幅提高,制造效率显著提升,大幅度降低了小型泵压式火箭发动机的研制周期和成本。

目前国内无成熟的2T级推力火箭发动机,该型号首次实现基于燃气发生器热力循环的2T级液氧煤油发动机全系统验证,填补了国内该型号空白,可对中国航天液体动力提供有益补充,将为中国商业航天领域增添新的动力型谱,更能促进火箭发射的成本降低和技术发展,为未来商业航天、各类飞行器增加了更多的选择空间。

AY-1A发动机

前期研制进展回顾

空天引擎动力研发团队完成了“炎驭一号”前期全部试验,充分考核了关键部件的性能稳定性和寿命可靠性。

1.针栓式喷注器推力室

2019年4月,“炎驭一号”液体火箭发动机推力室作为国内民营商业航天第一个全3D打印火箭发动机推力室,完成首次热试车,累计试车时间200秒,创造了当时国内民营商业航天首台推力室单次热试车时长纪录。

2.变推力发动机控制器

2019年9月完成“炎驭一号甲”发动机变推力发动机控制器桌面联试。

3.控制器与调节机构的联试

2019年12月“炎驭一号甲”发动机变推力控制系统通过了发生器系统联试,控制器各项指标均满足系统设计要求。

4.阀门

2020年10月,“炎驭一号甲”发动机气动截止阀、单向阀、电磁阀、泵前球阀等十余种阀门顺利通过验收,并参加发动机的总装测试工作。

5.大范围变工况工作发生器

2020年11月“炎驭一号甲”发动机燃气发生器顺利完成试车,考核了3:1的推力变比要求,验证流量变化范围超过了4:1。发生器试车取得圆满成功,这也是国内第一个通过充分热试车验证的液氧煤油针栓式发生器,填补了国内发生器领域采用针栓式喷注器技术的空白。

6.涡轮泵

2020年11月“炎驭一号甲”发动机涡轮泵顺利通过了密封、轴承及两型泵多转速变工况性能试验及汽蚀试验,完成了整泵装配并交付发动机总装。

“炎驭一号”系列发动机介绍

“炎驭一号”为固定推力发动机系统,“炎驭一号甲”为可重复使用变推力发动机系统。

该系列发动机具有控制系统轻便等特点,可单机使用,也可多机并联使用。用于小型火箭主动力、小型运载器的上面级动力,还可用于月球或火星探测器的软着陆动力系统。

发动机主要参数

AY-1A发动机主要技术指标如下:

地面推力:21.5kN(2吨级)

地面比冲:268s

设计推力变比:3:1

起动次数:≮4次

工作时间:500s

背景链接

西安空天引擎科技有限公司是一家由863计划专家、全国三八红旗手等专家领衔的高科技企业,拥有一支极具专业经验和创造力的精英团队,志在商业航天领域为客户提供更优体验、更高性价比的火箭解决方案,以大幅提升人类自由进出空间的能力。

空天引擎依托强大的科技创新能力,专注于高品质、低成本、可重复使用的液体运载火箭产品研发,同时可提供高可靠、变推力的液体发动机系统。

文/赵宁宇 席茜

原标题:《献礼航天日!空天引擎“炎驭一号甲”火箭发动机圆满完成协调性热试车》

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