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航天科技集團六院北京11所YF-75發動機創新發展紀實
2019-04-30

 

隨著巨大的轟鳴聲響徹大涼山間,由中國航天科技集團有限公司六院北京11所承擔主要研制工作的YF-75發動機,助力長三乙火箭成功完成長三甲系列火箭的第100次發射。

上世紀60年代氫氧技術誕生以來,航天人接續奮斗、不懈努力,YF-75發動機經歷了初期艱苦創業、自主創新,中期不斷改進、提升可靠性的過程,助力長三甲系列運載火箭交出了高成功率答卷。

力排眾議堅持發展氫氧技術

上世紀70年代,運載火箭立項之后,對于三級發動機是否要采用氫氧推進有很大的爭議。

“盡管氫氧方案的關鍵技術多、難度大,研制周期長,但能提高運載能力,且對于今后航天技術的發展是必需的,這個臺階遲早得上。”那時,航天元勛任新民面對紛雜意見總是據理力爭。

正是他對氫氧技術的堅持,對最終立項起了關鍵性作用。任新民的堅持源自他對氫氧技術的了解和信心。氫氧推進劑具有高能量特性和無毒無污染等突出優勢,是目前已知火箭化學推進劑組合中能量最高的。相比其他化學推進劑組合,在同等加注規模下,氫氧組合的“百公里油耗更低”,火箭能跑得更遠,有效載荷更大。此外,氫氧發動機具有環保、可多次起動、可靠性高等優點,代表了世界先進宇航動力水平。

1984年,長征三號火箭發射成功,氫氧發動機首次登上航天舞臺。1986年,北京11所開始了YF-75發動機研制工作。

冰火之間助推金牌火箭騰飛

液氫、液氧推進劑,溫度分別是零下253℃與零下183℃,與火箭起飛時噴出的烈焰相比,常被稱為“冰火兩重天”。發動機工作之前,需利用液氫和液氧將發動機低溫部件進行預冷,保證推進劑在發動機內部穩定輸送。點火的一刻,發動機會瞬間達到極高溫度,這對其高溫材料的性能又是一種考驗。

按照新型發動機高性能、高可靠性、低成本、無污染的要求,YF-75發動機首次采用以雙渦輪系統、不冷卻燃氣發生器、高性能推力室與螺旋管束式噴管為代表的多項新技術,具備高空兩次起動能力,成功實踐了“一機多試”,填補了我國低溫高能發動機的空白。

冰與火之間,YF-75發動機參加長三甲系列火箭發動機捷報頻傳,而表面上的“輕松”與“安心”是一代代航天人在后方默默努力的結果。

首飛成功后,研制人員并沒有停下腳步,而是分階段持續進行了燃氣發生器、氫氧渦輪泵和發動機校準試車不分解交付等可靠性增長工作。“一次成功不等于次次成功,成功不等于可靠,可靠性增長工作永無止境。”大家都深知這一道理。通過規章制度化、工作流程化等手段高質量保證成功,但最核心的還是要去發現薄弱環節、提高產品固有可靠性,標本兼治。

“航天發展,動力先行。”長三甲系列火箭百次發射的進程,也見證了YF-75發動機的性能提升,快速發展。

創新發展高密度嚴保高質量

從2012年至今,YF-75發動機完成了50次飛行發射任務。面對高密度發射任務形勢,北京11所的研制團隊采用了創新交付模式——校準試車后不分解交付。

發動機校準試車后不分解交付的實現在我國氫氧發動機研制史上具有里程碑意義,凝聚了兩代研制隊伍的心血。他們從發動機零組件方案改進抓起,邊學習邊實踐。

回憶起曾經研究的技術難點和解決方案,長三甲系列火箭副總師羅巧軍如數家珍:整機靜密封氦檢漏、動密封驗收標準、整機真空干燥處理……經過縝密的理論分析和試驗驗證,攻克了五大技術難關,該項技術伴隨著“第一顆北斗導航衛星”的升空得到了實踐和認可,為實現長三甲系列火箭高密度發射奠定了技術基礎,并獲得了國防科技進步一等獎。

此項技術使我國氫氧火箭發動機由單件生產向批量生產成為可能。實施校準試車不分解交付后,發動機的交付周期由原來的4~5個月縮短為2個月以內。

“未來,氫氧發動機將會面臨更多的任務與挑戰,我們將在行動上狠抓落實,以時不我待、只爭朝夕的干勁,把工作做細做實,全力以赴完成飛行發射任務。”北京11所所長岳文龍說。

從1994年的首飛,到長三甲系列火箭實現100次發射,YF-75發動機即將進入它的下一個元年。星空浩渺無比,探索永無止境。氫氧動力發展的腳步越來越快,未來也有了更多的期待。岳文龍表示,我們一定要飛得更遠,我們也有能力飛得更遠。

站在YF-75發動機的新起點上,北京11所作為液體動力的主力軍,將不斷打造新動力,樹立新形象,續寫新輝煌,為實現航天強國夢作出新的更大貢獻。(孟俊賢) 來源:航天科技網站

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