空天引擎“炎驭二号”液体火箭发动机完成系统级热试车~

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发动机是运载火箭的“心脏”,更是开拓商业航天路上要面对的首要难题。近日,伴着耀眼火光与滚滚白烟国内商业航天首次常温无毒发动机整机成功试车。近期,西安空天引擎科技有限公司自主研发的“炎驭二号”(下称“AY-2”)液体火箭发动机,完成了推力室和发动机整机热试车,系列试验取得圆满成功。这是继“炎驭一号”大变比液氧煤油火箭发动机后,空天引擎又一重要型号研制突破,也是国内商业航天首次常温无毒发动机整机成功试车。AY-2发动机以过氧化氢/煤油作为推进剂,采用氮气恒压挤压方案,设计推力2000N,地面比冲大于220s,具有常温、无毒无污染、自燃点火和深度变推等特点,可作为主动力及姿轨控动力系统应用于各类飞行器。经过推力室原理性试车、优化试车及整机全系统试车,AY-2技术方案正确性和成熟性得到了充分考核和验证,具备了商业化条件。作为国内第一个可商业化的常温无毒双组元动力系统,AY-2在研制过程中也对动力系统的低成本、通用性、环境适应性等方面进行了充分的考虑。本次整机热试车的圆满成功,填补了国内商业化常温无毒动力系统的空白,对推动过氧化氢动力技术在组合动力、靶标、无人机、各类航天器等上的应用均具有划时代的意义。推力室原理性试车推力室原理性试车共计点火10次,试验工况涵盖了混合比偏差、稳态以及单双组元切换等,发动机综合燃烧效率大于90%,地面比冲大于220s。试车验证了发动机复合主动冷却和单双组元燃烧切换组织技术的有效性,获得了发动机的性能和起动、关机特性。该推力室是世界上首款经试验验证的3D打印过氧化氢主动冷却发动机。推力室优化试车推力室优化试车共计点火14次,试验工况涵盖了冷启动、冷却边界考核、脉冲工作、稳态及变推力工作等,设计工况发动机燃烧效率大于92%,地面比冲大于223s,双组元工况变推比大于2,单组元工况变推比大于6。试车进一步验证了发动机工作可靠性,同时通过综合主动冷却优化技术提高了性能。整机全系统热试车在进行整机全系统试车前,完成了贮箱长时间贮存试验、供应系统强度与打压试验、全系统密封测试、全系统电气测试等,充分验证了整机系统的设备可靠性和安全性。整机全系统热试车为全程稳态工作,验证了飞行状态动力系统的工作协调性、动力系统起动关机特性,验证了整机系统的性能,进一步验证发动机的工作可靠性,并全面演练靶场的加注、增压流程。科普小贴士:H2O2与LO2、 N2O4、HNO3并列,是液体推进领域实现批量化工程应用的四种氧化剂之一,且是其中唯一具备常温、无毒性能的氧化剂。正是由于其常温无毒(易储存、维护使用性能好)、高比能量密度(体积小)、 低饱和蒸汽压 (易操作保障维护)、易于实现变推力等优点,H2O2的应用覆盖火箭、飞船、卫星、飞机、导弹、鱼雷等各领域,如V2导弹、X-15飞机、联盟号火箭及飞船、以及美国2h全球到达计划的组合动力等。过氧化氢(H2O2)煤油动力系统由于上述特点,可广泛应用于姿轨控、组合推进、水下航海器等领域,尤其在对突防、机动性、常温存储、无毒化等有特殊需求的领域有重要意义,是最具潜力的绿色推进剂组合之一。

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