載人航天被稱為 “系統(tǒng)最復雜、科技最密集、創(chuàng)新最活躍”的領域,隨著天宮一號的太空對接試驗完成和天宮二號與貨運飛船太空加油的成功,中國載人航天工程已完成了第一步和第二步的全部任務,正在邁入“空間站時代”。而為這些航天器研制發(fā)動機的,正是中國航天科技集團的團隊。
中國空間站將對全人類開放
這些航天器上的發(fā)動機和火箭上的大型發(fā)動機不同,我們一般看到的火箭發(fā)射,發(fā)動機最多飛幾分鐘到幾十分鐘,將衛(wèi)星運到預定的軌道就完成任務了?臻g站上的發(fā)動機,最少要工作15年,不僅壽命長,還得輕,從重量到安裝位置、朝向,發(fā)動機的每一個細節(jié)都要反復推敲。
△央視財經(jīng)《深度財經(jīng)》欄目視頻
36個發(fā)動機分為20組,每一個發(fā)動機都有重量要求,其中一個發(fā)動機機組最初設計的時候16公斤,而目標是必須減到10公斤。設計師們加班加點進行仿真計算,仿真計算結果出來以后,根據(jù)應力結果進行再度分析,再進行優(yōu)化設計,經(jīng)過多輪的迭代以后,最后達到了10公斤的目標,每一輪設計都是要像摳蚊子腿一樣,一點一點做到最佳的方案。
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這些發(fā)動機的研制是中國空間站工程計劃的一個重要組成部分,2022年前后發(fā)射空間站核心艙,動力系統(tǒng)都已經(jīng)做好準備。
現(xiàn)有的國際空間站,由美國、俄羅斯等國合作研制,最遲將于2028年退役。屆時,太空中翱翔的中國空間站將成為它的接力者,對全人類開放。
揭秘秦嶺深處的大推力發(fā)動機
要想把空間站等各類航天器送到太空,就必須有運載工具,而發(fā)展重型運載火箭,大推力的火箭發(fā)動機必不可少。重型運載火箭代表著一個國家最高科技水平,是國家綜合實力的體現(xiàn)!
在秦嶺深處,有亞洲最大的液體火箭發(fā)動機研究中心,那里正在進行中國首臺泵后擺大推力火箭發(fā)動機的測試。泵后擺技術,是重型運載火箭的核心技術。重型火箭發(fā)射升空時,需要擁有更強大的姿態(tài)調(diào)整能力,以抵御氣流、燃燒等帶來的影響,確;鸺醇榷ㄜ壽E行進。
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傳統(tǒng)發(fā)動機是整體擺動,泵后擺技術將搖擺裝置后置,局部搖擺,能使發(fā)動機體積縮小,節(jié)省出來的空間,可以為運載火箭并聯(lián)更多的火箭發(fā)動機提供可能,從而實現(xiàn)超大推力。
此前,全球只有俄羅斯掌握這種技術,現(xiàn)在,中國第一臺泵后擺發(fā)動機,正在接受測試。點火后,泵后擺發(fā)動機面臨近兩萬轉高轉速、3000攝氏度高溫的考驗,在發(fā)動機的內(nèi)部,點火時的瞬間壓力會達到120噸,相當于將黃浦江的水打到高海拔的青藏高原。整個試驗臺架在強烈的震動中,穩(wěn)如泰山,泵后擺所有部件完美運轉,中國首臺泵后擺大推力火箭發(fā)動機研制成功。
人類對浩瀚宇宙探索的道路上,一項項尖端空間技術不斷取得突破,帶來了更廣闊的市場前景。未來幾年,與航天相關的總產(chǎn)值將會以每年20%—30%的速度增長。比如,正在組網(wǎng)的北斗衛(wèi)星系統(tǒng),預計到2020年,我國的衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模有望達到4000億元。
商業(yè)航天的開發(fā),也帶動了一大批新技術的發(fā)展,比如激光通訊、量子通信、空間新型動力、空間電源等。像航天產(chǎn)業(yè)這樣的高端制造正在成為經(jīng)濟發(fā)展的新引擎,迸發(fā)出創(chuàng)新活力。
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