可複用液發、組合動力等動力技術,將支撐我國未來航班化航天運輸系統的發展_風聞
剑啸易水寒-深知身在情长在,前尘不共彩云飞。2022-09-15 20:02
【本文來自《亞軌道運輸新技術立項,未來可一小時內到達全球各地》評論區,標題為小編添加】
@PhilLeafSpace: 【可複用液發、組合動力、先進低温動力、大功率電推進等動力技術將支撐我國未來航班化航天運輸系統的發展】我國未來航班化航天運輸系統組成為:液體火箭發動機全面支撐航班化航天運輸系統的建設,組合動力重點支撐1h全球抵達和天地往返運輸系統的建設,大功率電推進重點支撐空間轉移運輸系統建設。主要動力技術發展指標應滿足:
1)飛行可靠性不低於0.999;
2)單次使用成本較當前下降1~2個量級;
3)單發動機總飛行次數達百次及以上,工作壽命達數小時及以上,具備12h內快速檢測維護、再次使用的能力;
4)液體/組合動力發動機具備大範圍連續變推力和全空域大速域寬過載域多次點火能力;
5)電推進系統具備在軌微重力真空環境下按需可靠點火能力。
據此,我國航天動力技術發展需求為:
近期,完成120t級液氧烴類重複使用火箭發動機技術攻關;開展組合循環發動機技術攻關和驗證;提升當前氫氧末級發動機性能;完成液氧烴類上面級發動機關鍵技術攻關;開展大功率電推進等新型空間推進技術研究和攻關。
中期,200t級重複使用液氧甲烷火箭發動機實現工程應用,重複使用50~100次;兩級入軌組合動力運載器實現工程應用;不斷提升氫氧末級性能;液氧烴類上面級發動機實現工程應用,具備在軌數週的滑行能力;100kW級電推進發動機實現工程應用。
遠期,不斷提升重複使用火箭發動機性能;用於單級入軌運載器的複合預冷組合循環發動機完成研製;總體實現重複使用次數100次以上,工作壽命數小時以上,具備12h內快速檢測維護、再次使用的目標;空間低温發動機性能不斷提升;實現兆瓦級電推進工程應用,突破空間核熱推進技術。
當前,我國正在開展480t級液氧煤油發動機、220t級液氫液氧發動機以及200t級液氧甲烷發動機等多型發動機的研製或技術攻關工作。
針對未來動力技術發展,提出以下建議:
1)實施發動機型譜優化,明確重複使用發動機發展路線,其關鍵在於火箭動力類型、組合動力類型的選擇、應用和發展規劃;
2)轉變設計理念,實現從一次性使用到重複使用、從性能設計到壽命設計、從粗放式設計到精細化設計、從不易檢測到智能健康管理的轉變,實現發動機大範圍推力深度調節及性能保持、多次點火等能力,不斷構建我國發動機重複使用和長壽命設計標準體系;
3)大量應用新材料、新工藝和新技術;
4)加強基礎研究,在發動機推力、比衝、推質比等關鍵性能上,縮短與美俄等國際先進水平的差距;
5)發展組合動力、爆震推進和大功率電推進技術為代表的新型動力技術,並進一步探索激光推進、核推進等為代表的未來新型動力技術。
來源:包為民,汪小衞,董曉琳.航班化航天運輸系統對動力的發展需求與技術挑戰[J].火箭推進,2021,47(04):1-5.