中国官方日前披露了重型火箭发动机研制最新动向。北京时间3月4日,中国人大代表、中国航天科技集团六院院长刘志让表示,中国500吨级重型火箭发动机2018年可完成工程样机的整机生产和装配。

中国官媒报道中出现的重型运载火箭“长征九号”模拟图,火箭上有CZ-9字样(图源:央视截图)
据3月5日报道,刘志让透露,中国500吨级重型火箭发动机目前正在开展关键技术攻关和方案深化论证工作,已经完成多轮核心组件和部件级联合热试验。
刘志让介绍,推举重型运载火箭的三型新液体火箭发动机分别为500吨级液氧煤油发动机、200吨级和25吨级液氧液氢发动机,分别用作重型火箭的一级、二级和三级。
他表示,中国三型发动机在推力、比冲、推重比等方面均“瞄准国际一流水平”。
据了解,中国重型火箭是中国未来进行大型空间基础设施建设、深空探测、载人登月等重大科技工程所必需的运载装备,计划于2030年前后首飞。
此前,中国官媒播出的纪录片中,曾罕见曝光中国火箭发动机研发内幕。
北京时间2月26日晚,中国央视播出的纪录片《大国重器》第二季第二集《发动中国》介绍,中国首台泵后摆火箭发动机已于2017年首次试车成功,这使中国成为世界上第二个掌握泵后摆核心技术的国家。
泵后摆技术就是将摇摆装置设计在涡轮泵的后端,该技术可以为火箭巧妙地节省空间,是重型运载火箭的核心技术,此前只有俄罗斯掌握这种技术。
不过,《科技日报》的报道指出,目前,中国新型火箭动力技术已具备一定基础,但重型火箭液体动力研制仍面临一定压力。

中国第一台120吨泵后摆火箭发动机亮相荧屏,据了解,泵后摆核心技术目前只有俄罗斯和中国掌握(图源:央视截图)
航天科技六院院长刘志让表示,从目前的120吨级发动机跨越到500吨级发动机,并非简单放大,而是技术难度呈现几何级增长。例如,推力量级提高,让燃烧装置的流量、压力和热流大幅提高,对结构设计,热防护以及热传导技术等带来了极大挑战,同时给材料强度、密封工艺和工作可靠性等提出了极高要求。
此外,由于推力量级提升带来的参数变化极大,目前的试验验证设施无法完全满足研制需求,无法全部开展1∶1的全工况试验验证,因而有些技术和产品只能进行仿真和缩比验证,这给项目攻关带来了很大难度。
美国太空探索公司(SpaceX)
2月7日成功发射“猎鹰重型”运载火箭,引发国际舆论关注。当时,中国运载火箭技术研究院运载火箭系列总设计师龙乐豪曾透露,中国正在研制运载能力远超“猎鹰重型”的火箭“长征九号”,未来将实现近地面轨道有效载荷140吨。
龙乐豪介绍,中国“长征九号”的预先研究工作、技术攻关、方案论证都在进行中,也有一些初步进展,只待国家正式立项。
值得关注的是,近两年来,俄罗斯媒体曾多次爆料,俄罗斯计划向中国出售RD-180火箭发动机。
据报道,中国和俄罗斯围绕该型发动机项目的谈判持续多时,最大的分歧是有关技术转让的问题。俄方负责人曾披露,中俄在RD-180交易上的最大分歧是:中国不想购买成品发动机,而是希望获得技术或技术许可。

俄罗斯RD-180是目前世界上性能最为强悍的火箭发动机之一(图源:@林晓弈)
据介绍,RD-180火箭发动机拥有约390吨的强大推力,虽然该发动机诞生已有40年之久,但仍为世界上性能最佳的发动机之一,服务记录近乎完美。
RD-180发动机不但在俄运载火箭领域应用广泛,就连美国也曾进口大批该型火箭发动机。
曾有观察指出,中国与俄罗斯谈判引进RD-180发动机,不仅仅是为下一代“长征”火箭提供一款可靠的大推力火箭发动机那么简单。
有分析认为,中国希望通过引进RD-180发动机,来消化并吸收其中的一系列先进技术,以发展自主研制的新一代重型火箭发动机。
据悉,RD-180的推力正好符合中国正在研制的新一代重型运载火箭“长征九号”的动力要求。
综合多方媒体报道的信息看,中国重型火箭项目的研发进展比较顺利,面临的最大难题仍是动力系统问题。
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