近日,由中国航天科技集团有限公司所属单位研制的“力箭二号”重复使用运载火箭主发动机完成长程试车,取得圆满成功。此次试验验证了发动机在长时间连续工作状态下的可靠性、稳定性及重复使用性能,标志着我国在可重复使用液体火箭发动机领域再获重大突破,为后续火箭首飞及商业化运营奠定了坚实基础。

发动机技术实现多项突破

据介绍,“力箭二号”主发动机采用液氧煤油推进剂,具备大推力、高比冲、可多次启动等核心特点。本次长程试车模拟了火箭从起飞到入轨、再到返回段减速的全剖面工作环境,发动机累计工作时长超过预定目标,推力调节范围、燃烧室压力控制、涡轮泵稳定性等关键参数均优于设计指标。特别值得一提的是,该发动机经过优化设计,在热防护、密封结构及材料体系上进行了针对性改进,可满足至少10次以上重复使用需求,大幅降低单次发射成本。

研发团队透露,此次试车还重点考核了发动机在极限工况下的适应性。试验数据表明,发动机在变推力调节过程中响应迅速,熄火后再次启动成功率100%,重复使用时无需大修即可直接装机,这在国内同类产品中尚属首次。

长程试车:从“能用”到“耐用”的跨越

对于重复使用火箭而言,发动机能否经受住长时间、多频次的考验,直接决定了火箭的复用寿命与安全性。本次长程试车并非简单的“点火-关机”,而是模拟了火箭实际飞行中的多次启动、变推力调节、关机冷却、再点火等复杂流程。试验结束后,技术人员对发动机进行了细致的分解检查,结果显示各部件磨损程度远低于设计余量,核心结构完整无损,证明了发动机具备极高的耐久性。

“一次成功不代表次次成功,长程试车就是要通过极端工况的‘压榨’,发现潜在薄弱环节。”项目总工程师在试验现场表示,“此次试验数据为我们优化设计、提升可靠性提供了宝贵依据,也为后续全箭级复用验证扫清了障碍。”

产业化进程加速,商业航天应用前景广阔

“力箭二号”作为我国新一代中型重复使用运载火箭,设计近地轨道运载能力可达8吨,太阳同步轨道运载能力5吨,主要用于低轨卫星星座组网、空间站货物运输及太空旅游等领域。此次主发动机试车成功后,火箭其他分系统——包括栅格舵控制系统、着陆缓冲机构、箭上计算机——也将陆续开展地面联合试验,预计明年将实现首飞。

专家分析认为,一旦“力箭二号”实现重复使用,我国航天发射成本有望降低至现有水平的30%甚至更低。当前全球商业航天竞争日趋激烈,可重复使用技术已成为降低太空进入成本的核心突破口。此次发动机长程试车的成功,不仅展示了中国航天在核心动力系统上的自主创新能力,更为我国在全球商业发射市场赢得话语权提供了硬核支撑。

协同攻关铸就“中国心”

据了解,该发动机自2018年立项以来,研发团队攻克了高温合金增材制造、推力室再生冷却流道优化、氢氧涡轮泵动密封等30余项关键技术。科研人员通过海量数值仿真与数百次缩比验证,将设计周期缩短40%,实现了从论证到试车的高效迭代。

“重复使用发动机对精度的要求近乎苛刻,任何微小的设计偏差都可能在多次飞行后演变成灾难性故障。”一位资深工程师表示,“我们的目标是让发动机像飞机引擎一样可靠,让火箭像飞机一样起飞、降落、再起飞。”

展望:太空运输或将迎来“航班化”时代

随着“力箭二号”主发动机长程试车成功,我国重复使用火箭研制正进入快车道。业内预计,到2030年前后,中国有望建成以“力箭二号”为代表的中型可重复使用火箭运输体系,结合正在研制的重型、超重型重复使用火箭,届时将初步形成覆盖低成本发射、空间站货运、深空探索的立体化太空运输网络。

从一枚试验样机到真正的“太空班车”,每一步都需以极致严谨为基。此次试验不仅是一次技术验证,更是中国航天人向着“低成本、高可靠、常态化”太空飞行目标迈出的坚实一步。正如项目负责人所言:“星辰大海的征途,需要一颗经得起千锤百炼的‘心脏’。”