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航天科技六院泵后摆液氧煤油发动机研制侧记
2019-03-13

2018年12月26日,西安抱龙峪试验区,一股橘红色烈焰喷薄而出……这是航天科技集团六院研制的液氧煤油泵后摆发动机长程500秒试车现场。

500秒,撼天动地;500秒,掌声雷动。“液氧煤油泵后摆发动机长程500秒试车圆满成功!”测控间里掌声雷动。我国首台泵后摆液氧煤油发动机研制工作正式跨入一个崭新的阶段。

回望岁月,从2017年5月27日到2018年12月26日这一年半的时间里,泵后摆发动机试车九战九捷,考验着研制团队的创新能力与拼搏精神。

瘦身健体 飞得更远

液氧煤油泵后摆发动机是在已经进入工程应用阶段的120吨液氧煤油高压补燃发动机基础上,通过局部调整而研制的。这一产品是对液体火箭发动机泵后摆技术的有效验证。

据悉,该技术最大的亮点就是将摇摆装置后置,不仅用最小的摆动实现了推力矢量的变化,使发动机结构更加紧凑,火箭总体构型更加优化。更重要的是,为实现液体运载火箭结构更优化、性能更卓越、飞得更高更远奠定了坚实的基础,起到“瘦身健体”的作用。

为了实现这一目标,该院11所液氧煤油发动机泵后摆研制团队殚精竭虑,付出了艰辛的努力。

自2015年10月启动第一次论证后,以该所8室为主的研制团队仅用了短短8个月时间就完成了全部设计工作,实现了图纸下发。承担生产制造与装配任务的7103厂从制造工艺、制造流程、装配手段等方面进行了大量的适应性调整和改进工作。

2017年4月10日,泵后摆发动机完成零部组件生产进入总装,5月17日完成全部装配工作。

为满足泵后摆发动机首次试验要求,165所抱龙峪试验区参试人员进行了多项测试系统改进,并完成了多次冷摆试验和综合测试。

创新技术,重大提升

每一次泵后摆试车都是对其性能及其改进后效果的一次检验。在这一过程中,11所18室自主研制的新型零部件无疑是创新成果的亮点。这一成果运用后,发动机成功大幅减振,效果显著。

据了解,应用在该零部件上的新型诱导轮技术旨在解决涡轮泵中空化不稳定及空化激振,其机理复杂,是影响发动机涡轮泵可靠性的技术瓶颈之一,一直是世界火箭推力领域研究的热点和前沿难题。

为攻克这一技术瓶颈,搬掉拦路虎,设计人员在大量试验数据中,不断寻找空化激振的特征规律,从空化探索到三维建模,再到数值计算,不断地深入探索机理,研究空化激振的抑制方法。

面对一个又一个接踵而来的攻关难题,设计师们不畏艰难,一往无前。经过反复摸索,在改进中不断提高,拿出多个改进方案,终于攻克了难关。在提升涡轮泵性能、减小振动、提升可靠性的道路上,斩获了以新型诱导轮、新型扩压器技术为典型代表的多项重大创新成果。

这次令人关注的泵后摆发动机500秒长程试车,是2018年度抱龙峪试验区的收官大战。

此次试车与前8次试车相比,最大的亮点就是要一次完成包括考核蒸发器燃气全流量加温能力、考核氧低、氧高入口压力工作适应性、发动机长程低工况、低工况、高工况、机电伺服机构联合工作适应性等14项试车目的,是该试验区2018年承担的最复杂、最困难的一次试车。

发动机状态的改进完善、考核目的14合1,对试车系统稳妥可靠与试验技术完美保障带来全新难度和严峻挑战。该所2室为代表的参试人员迎难而上、拼搏创新、严格严谨做好试车前各项准备工作,确保了试车成功,为泵后摆发动机九战九捷奏响了完美的音符。

试车成功,征程继续。(张美书 何怡) 来源:航天科技网站

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