党的十八大以来,在以习近平同志为核心的党中央的坚强领导下,中国航天人不忘初心、牢记使命,埋头苦干、勇毅前行,在航天强国建设道路上实现了一个又一个新跨越,不断刷新中国航天事业发展的新高度。
近日,《中国航天报》开设“奋进新征程 建功新时代”栏目,全面展现新时代中国航天事业发展成就,展望中国航天人在新的历史节点上砥砺奋进、谱写新篇的光辉前景,汇聚起全面建设航天强国的强大力量。
今天,我们一起走进航天科技集团六院101所,探访大推力氢氧发动机YF-77的“淬火”之路。
4月17日召开的中国空间站建造进展情况新闻发布会公布:7月发射空间站问天实验舱,10月发射空间站梦天实验舱。
我国空间站工程使用的空间站各舱段、载人飞船、货运飞船、中继卫星及发射这些航天器所使用的长征系列运载火箭均由中国航天科技集团有限公司研制,工程其他分系统也有航天科技集团所属相关单位参与。
其中,空间站天和核心舱和两个实验舱由长征五号B运载火箭发射。早在今年3月21日,长征五号B遥四运载火箭最后一台大推力氢氧发动机完成校准试验,随后交付总装。
位于北京市西南方向云岗地区的航天科技集团六院101所是我国最大的液体火箭发动机试验场区。我国迄今推力最强的大推力氢氧发动机在研制生产过程中,甚至是“临战”前,都要在这里进行试验。
变身:从“东风”试验台
到“长五”试车台
铁轨尽头是一座高耸的钢铁塔架,“中国航天”的标志悬挂正中间。塔架上半部分已经锈迹斑驳,下半部分是两扇经过涂装的大铁门。铁门向两侧缓缓打开,YF-77发动机的单机试车台呈现在眼前。
101所运载试验技术事业部总经理刘瑞敏回忆,这里最早是东风二号导弹的全弹试验台,后来成为东风系列导弹和长征系列火箭的动力系统试验台。随着大推力氢氧发动机启动研制,这里经过一番改造,又变身为YF-77的单机试车台。
这座YF-77发动机试车台是我国规模最大的氢氧发动机试验台,采用垂直塔架结构,最大承载能力达160吨,液氢供应能力达300立方米。3月的两次试车均在这里进行。
101所运载试验技术事业部副主任王树光介绍,在这座试车台上,YF-77发动机要完成额定工况全程试验、发动机长程可靠性鉴定试验、发动机性能鉴定试验、发动机双向摇摆试验及相关的研究性试验等。
成人礼:完成动力系统
试验后再首飞
在完成单机试验考核验证后,YF-77发动机要和长征五号系列火箭芯一级一起进行动力系统试验,好比一次联合演练。试验场所也转移到了不远处的动力系统试验台。
相较于单机试车台,动力系统试验台的规模更大,看起来也更加雄伟壮观。动力系统试验台于2012年建成,是我国目前唯一的火箭动力系统试验台。
“通常来讲,新型火箭在首飞前,各个模块都要进行一到两次动力系统试验,相当于对火箭芯级的整个动力系统模块进行考核。”王树光说。长征五号芯一级、芯二级、助推模块的动力系统试验均在这里完成。
这项试验可谓是火箭动力系统的“成人礼”。“经过动力系统试验后,我们就可以放心地送它去执行首飞任务了。”王树光说。
开小灶:大推力氢氧发动机
的可靠证明
YF-77大推力氢氧发动机有一个悲壮且励志的故事。2017年7月,长征五号遥二运载火箭发射失利,故障定位在YF-77发动机的氧涡轮泵。为了进一步找准病根、铲除病灶,发动机研制和试验方面决定对氧涡轮泵开一次“小灶”。
随后,101所对之前的一个试验工位进行了改造,诞生了针对YF-77发动机氧涡轮泵的专用试车台。这个试车台专门承担YF-77发动机氢氧燃发器与涡轮泵长程联动试验任务(简称长程泵联试)。
发动机被称为火箭的心脏,涡轮泵又被称为发动机的心脏。记者在这座专用试车台上看到了几乎“全裸露”状态的发动机,各种管路复杂排布、盘根错节,发动机的内部构造以最原始的样貌呈现在眼前。
经过一次次试验,这座试车台帮助试验队员铲除了氧涡轮泵的病灶。长五遥三火箭成功发射,这座专用试车台功不可没。
当前,即便氧涡轮泵的病灶已经铲除,针对YF-77发动机氧涡轮泵的长程泵联试仍在进行,并且试验已从50秒扩展到了750秒,YF-77大推力氢氧发动机氧涡轮泵的可靠性有了更具说服力的证明。
如今,长征五号B运载火箭今年的发射任务已正式公布,作为长征五号系列运载火箭的心脏,大推力氢氧发动机YF-77任务量饱满,试验也不间断。
王树光介绍,当前针对YF-77发动机的试验主要有两种:一种是时长为500秒的长程试车,另一种是时长为100秒的校准试验。一台台大推力氢氧发动机完成校准试验后,将交付火箭总装,为空间站实验舱上天助一把关键之力。