火箭發(fā)展，動(dòng)力先行。近日，全世界推力最大、工作時(shí)間最長(zhǎng)、沖質(zhì)比最高、可工程化應(yīng)用的整體式固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)亮相第14屆中國(guó)航展。

(資料圖片)

世界推力最大整體式固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)亮相第14屆中國(guó)航展（航天科技四院供圖）

這款發(fā)動(dòng)機(jī)直徑3.5米，最大推力500噸，采用高壓強(qiáng)總體設(shè)計(jì)、高性能纖維復(fù)合材料殼體、高裝填整體澆注成型燃燒室等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能達(dá)到世界一流。

都說(shuō)外行看熱鬧、內(nèi)行看門道。仔細(xì)閱讀，可以發(fā)現(xiàn)，除了大推力外，該發(fā)動(dòng)機(jī)還有三個(gè)關(guān)鍵詞。

第一個(gè)關(guān)鍵詞是固體火箭。發(fā)動(dòng)機(jī)是火箭的核心部件，目前主流的運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)主要分為液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，兩種發(fā)動(dòng)機(jī)各有特點(diǎn)。

固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)顧名思義，就是使用固體燃料作為推進(jìn)劑的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，與之相對(duì)應(yīng)的是液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，它們的工作原理相同，都是通過(guò)點(diǎn)燃推進(jìn)劑產(chǎn)生巨大推力，將航天器送入幾百甚至上萬(wàn)公里的預(yù)定軌道。

不同的是，固體發(fā)動(dòng)機(jī)主要使用固體燃料，也就是一種高能火藥。長(zhǎng)征十一號(hào)運(yùn)載火箭使用就是固體燃料。而液體發(fā)動(dòng)機(jī)主要使用液氫液氧等液體推進(jìn)劑，大家熟知的長(zhǎng)征五號(hào)火箭使用的就是液氫液氧。

由于使用的燃料不同，因此各自的特點(diǎn)也不相同。液體發(fā)動(dòng)機(jī)具有可控性強(qiáng)、點(diǎn)火時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，而固體發(fā)動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、機(jī)動(dòng)靈活、瞬間推力大等優(yōu)勢(shì)。而在未來(lái)，基于兩者優(yōu)勢(shì)相結(jié)合的發(fā)動(dòng)機(jī)組合模式，也將成為新的設(shè)計(jì)思路，這也是世界航天大國(guó)都在致力發(fā)展的方向。

第二，是獨(dú)特的殼體材料。航天科技集團(tuán)四院大推力固體發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)副總師白彥軍曾介紹，整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體，采用高強(qiáng)碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)品成型，兩個(gè)好處，一是整體的質(zhì)量很輕，第二個(gè)是不管是從成本還是性能上來(lái)講，都會(huì)有很大的提升。

第三個(gè)關(guān)鍵詞是整體式。按照燃燒室的結(jié)構(gòu)形式，固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)分為整體式固體發(fā)動(dòng)機(jī)和分段式固體發(fā)動(dòng)機(jī)。其中分段式固體發(fā)動(dòng)機(jī)具有推力大、工作時(shí)間長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)尺寸大等特點(diǎn)，是運(yùn)載火箭實(shí)現(xiàn)大起飛推力的有效途徑。同時(shí)，采用分段技術(shù)，也可大幅降低發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)難度、研制條件難度以及研制成本。

500噸推力整體式固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，意味著我國(guó)千噸級(jí)推力固體發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)鏈路已打通，標(biāo)志著我國(guó)固體運(yùn)載能力實(shí)現(xiàn)大幅提升。

基于500噸推力整體式固體發(fā)動(dòng)機(jī)，目前還在開展3.5米級(jí)分段發(fā)動(dòng)機(jī)研究，其最大推力將達(dá)到千噸級(jí)，可應(yīng)用于大型、重型運(yùn)載火箭固體助推器中。這將滿足我國(guó)空間裝備、載人登月、深空探測(cè)等航天活動(dòng)對(duì)于運(yùn)載工具的不同發(fā)展需求，為我國(guó)建立完善的航天運(yùn)輸系統(tǒng)提供動(dòng)力支撐。

記者：宋雅娟 肖春芳

資料來(lái)源：中國(guó)航天科技四院、央視新聞、光明日?qǐng)?bào)等

光明網(wǎng)科普事業(yè)部制作