中國重型火箭好消息頻傳

本報特約記者 張  傑

近日，中國重型運載火箭研製捷報頻傳。繼上個月完成220噸級補燃循環氫氧發動機首台工程樣機研製生產之後，國內首件直徑9.5米燃料貯箱箱底圓環（如圖）於近日完成焊接。加之上半年成功進行了500噸級液氧煤油火箭發動機全工況半系統試車，中國重型運載火箭的關鍵技術攻關及方案深化論證正在穩步推進。專家表示，重型運載火箭將極大提高中國進入太空的能力。

燃料貯箱關鍵部件

據中國航天報微信公眾號4日報道，近日，中國航天科技集團有限公司一院211廠重型運載火箭研製團隊在武漢完成國內首件直徑9.5米燃料貯箱箱底圓環的組合焊接，重型運載火箭的研製取得了新進展。

報道稱，箱底圓環是重型運載火箭關深階段（即關鍵技術攻關及方案深化論證階段）標誌性成果——9.5米貯箱原理樣件的起點和基礎。針對9.5米貯箱箱底研製，該廠自主研發了超大型燃料貯箱箱底攪拌摩擦焊焊接系統，開展了超大尺寸瓜瓣成型和圓環裝配、銑切、焊接技術攻關，突破超大負荷四軸攪拌頭設計、超長變曲率焊縫焊接技術，填補了國內超大直徑貯箱產品領域的空白。

實際上，之前的科研成果為此次貯箱箱底圓環的組合焊接奠定了基礎。早在2018年7月，中國運載火箭技術研究院微信公眾號就報道，該院和中南大學聯合研製成功世界上最大的火箭貯箱瓜瓣，瓜瓣直徑達10米級，強度提升10%，而成型精度則達到了毫米級。

據介紹，火箭貯箱瓜瓣主要用於箱底，是貯箱的重要結構部件。美國用於登月的“土星5號”運載火箭的貯箱瓜瓣直徑同樣達到10米級，但其每一塊瓜瓣均為拼焊而成，而中國研製的10米級貯箱瓜瓣為一次成型，是世界上最大的彈體火箭貯箱瓜瓣，這項技術為10米級貯箱原理樣機的研製奠定了基礎，也為火箭結構輕質化做出突出貢獻。

大推力發動樣機完成生產

就在箱底圓環的組合焊接完成之前，新型大推力氫氧發動機樣機也完成試製。據中國航天報微信公眾號7月28日報道，航天科技集團六院11所（京）、一院211廠完成重型運載火箭220噸級補燃循環氫氧發動機首台工程樣機研製生產，標誌着該發動機關深階段研製工作圓滿完成。報道稱，220噸級補燃循環氫氧發動機是我國重型運載火箭的芯二級發動機，發動機推力、真空比衝、推重比等技術指標達到國際先進水平，形成多項核心自主知識產權，能更好地滿足我國未來運載火箭和重大航天任務的動力需求，是航天強國的重要標誌之一。報道稱，220噸級補燃循環氫氧發動機性能和技術指標刷新了我國氫氧發動機的紀錄，其研製能夠填補我國氫氧發動機型譜和技術空白，並對諸多基礎科學和工業領域有巨大的牽引帶動作用。

不願透露姓名的中國專家對《環球時報》記者表示，儘管這個報道透露的信息非常有限，但非常耐人尋味。首先，該發動機推力高達220噸級。而目前我國推力最大的氫氧發動機是長征五號芯級的YF-77發動機，該發動機推力是數十噸級，也就是説，新型發動機推力是目前我國最大液氫液氧發動機推力的4倍，可見跨度之大。其次，新型發動機採用了補燃循環方式，這也是國產液氫液氧發動機首次採用。之前的YF-77發動機採用了傳統的燃氣發生器循環方式，而補燃循環可以最大限度地利用燃料能量，可以獲得更大比衝，但技術上更為複雜。液氫的沸點更低，不容易駕馭。但液氫液氧燃料是目前能量最高的燃料，是大推力運載火箭必須攻克的技術。

進一步推進重型火箭研發

除了貯箱、二級發動機以外，今年3月，中國還完成了被稱為“重型火箭之基”的500噸級液氧煤油火箭發動機全工況半系統試車，這為後續重型運載火箭工程研製打下堅實基礎。該發動機是目前世界上推力最大的雙推力室發動機，採用全數字化設計和管理，相比之前長征五號使用的120噸級別液氫煤油高壓補燃發動機，推力增大了3倍，比衝提高了3%，推重比提高1/4。

今年3月，全國人大代表、航天科技集團六院黨委書記劉志讓在接受媒體採訪時表示，“十四五”期間，中國將進一步推進重型運載火箭的研發，加快發動機關鍵技術攻關和試驗保障條件建設，加快大力推力發動機研製立項和實驗條件建設。

專家表示，上述樣機、系統的試製、試車成功，為設想中的未來重型運載火箭的研製奠定了基礎。特別是500噸級液氧煤油發動機和220噸級液氫液氧發動機，是重型運載火箭的心臟。這兩型發動機的技術參數都比現有發動機有很大提高，甚至是跨越式發展。按照計劃，中國重型運載火箭的近地軌道運載能力將超過100噸，這樣的大型運載火箭，必將極大提高中國進入太空的能力，未來載人登月也將不再是夢想。不過專家也表示，公眾和媒體要對新型發動機的研製難度有充分預期，因為原理樣機試製完成後，要進行大量試車、點火試驗，在這種試驗中發現問題、解決問題。▲