文件片段显示发动机在试运行期间爆炸。 /中国传媒集团
文件片段显示发动机在试运行期间爆炸。 /中国传媒集团
强大的长征五号乙运载火箭对于中国空间站的组装工作至关重要,因为它的任务是将大型航天器送入轨道。 为火箭提供动力的发动机展示了中国航天事业的创新。
建造火箭发动机是太空计划中最具挑战性的任务之一,因为它需要许多尖端技术。 长征五号乙的发动机使用液氢、液氧和煤油作为燃料,这是一种需要多年研究和测试的新型化学品组合。

长征五号运载火箭系列发动机。 /中国传媒集团
长征五号运载火箭系列发动机。 /中国传媒集团
新发动机的新材料
下一代发动机配备了高温合金等新材料,可在点燃时抵抗高达 3,000 摄氏度的极端高温。 但中国最初并没有这样的技术。
当国家在 2000 年批准设计液氧和煤油发动机的项目时,开发适用于火箭的高温合金成为第一个问题。
高温合金以铁、镍和钴为基础熔炼,并含有大量其他合金。
最初的几次尝试都是灾难,尽管研究人员是在该领域拥有数十年专业知识的退伍军人。
中国钢铁科学研究院(CISRI)下属公司副总赵广普回忆了早期的失败,称“材料可以在测试中毁掉大约三秒钟”,因为研究团队没有掌握了开发新材料的正确参数。
“有时我们得到两批产品,使用相同的原材料和相同的冶炼厂,但只有一批产品达标,”中钢研究所某研究所副所长苏杰说。 “它的生产可能非常棘手。”
两年来,从小型冶炼厂到大规模生产,进行了数百次测试,以开发出合适的材料,中国终于有了。
中国为火箭研制的高温合金表现出良好的性能,已在多个国家发动机项目中使用。
液氧和煤油发动机的研制还帮助中国创新了50多种新材料。

2022 年 7 月 24 日,长征五号乙火箭从中国南部海南省文昌航天器发射场的闻天实验室模块发射升空。/CFP
2022 年 7 月 24 日,长征五号乙火箭从中国南部海南省文昌航天器发射场的闻天实验室模块发射升空。/CFP
敢于失败
新材料的创新并不是阻碍中国火箭发展的唯一障碍。 新发动机的试运行经历了一段黑暗时期,因为发动机在点火时会爆炸。 2001年,发动机四次试运行失败,连续两次爆炸。
“发动机在不到一秒的时间内就爆炸了,甚至没有任何部件可供我们追查问题所在,”时任中国航天科技集团下属公司发动机总设计师的葛立虎说。 (卡萨)。
在巨大的压力下,葛振振团队精神:“失败是必然的,没有失败就不会有新型发动机。”
团队齐心协力从爆炸的碎片中进行分析,付出了巨大的努力。 他们曾经对一个阀门进行过 100 多次测试。 最长的记录是300名员工在工厂里呆了三个月,白天做测试,晚上分析结果。
一年后,新发动机5秒试车成功,标志着中国终于掌握了启动发动机的技术。
2006 年,发动机达到了 600 秒。 十年后的2016年,液氧煤油发动机在长征五号的首飞中完成了首飞任务。 它很快被用于中国首次火星任务、嫦娥五号任务和中国空间站核心舱发射等更重要的任务。
“我们自主研发了自己的大型火箭发动机,极大地推动了我们在火箭发动机方面的创新,”中国航天航空子公司副总裁马双敏说。
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