望着“娥”~月亮之上~找到了嫦娥奔月的动力!

2024-08-10

在中国传统文化中,


月亮有着独特的地位。


从赏月咏月到探月登月,


中国人一直在写作


关于月球的浪漫故事。


而且中国人探月的动力


正是来源于


发 动 机


嫦娥六号任务刚刚圆满成功。


发射后,地月转移,落月,上升,


多个过程,如交会对接和回归,


把人类第一份月背样品带回来。


在这些过程中,


航天发动机连续接力超过100台。


最近,载人登月火箭又传来好消息:


未来将用于载人登月


新一代载人运载火箭三级液氢氧发动机


高空模拟环境长程试验成功完成。


它标志着我国液氢液氧发动机


高空模拟试验能力具有千秒量级水平,


我们国家将得到有力支持


载人月球检测工程的顺利开展。


发动机不断创新,不断突破,


以强大的动力推动嫦娥


赶到月亮上去。


嫦娥探月的动力从何而来?


嫦娥六号于五月三日成功发射。


超过2200秒进入太空,


火箭主要是为了增加动力。


长征五号火箭发射嫦娥六号


共有30台发动机,


他们共同帮助,


将嫦娥六号送到地月转移轨道。


进入预定轨道后,


谁来增加动力?


所有这些都取决于嫦娥六号的安装。


发动机有77台。


中国航天技术集团 李建华:这款发动机是探月工程的7500牛变推力发动机,以下部分是喷嘴。这两个主要部件安装在喷嘴的上端,其主要功能是控制推进剂进入燃烧仓库的量,从而实现发动机的可变推力。


7500牛变推力发动机


它是为嫦娥三号登陆月球而开发的,


它是落月的关键设备,


继嫦娥三号任务之后,


嫦娥四号、五号、六号也陆续协助。


月球软着陆完成。


完成嫦娥六号月面取样后,


配有月背样品的上升器


要从月球表面起飞,


轮到3000牛发动机发挥作用了。


中国航天技术集团 潘匡志:这是我们的上组合模型之一,我们的3000牛发动机位于上升器的中间。


嫦娥六号的任务很复杂,


既要进行落月检测,又要取样回来,


除7500牛变推力发动机外,


3000牛发动机,


嫦娥六号还有150牛、25牛、10牛等等


各类发动机,


态度控制、交会对接等过程


发挥了重要作用。


如何建立嫦娥的“动力之源”?


工厂生产火箭发动机零件,


所有零件均采用3D打印技术制造,


在过去,制造一个零件至少需要50个小时,


目前3D打印只需10小时。


厂房内,近百台金属3D打印机


按照发动机设计图,


日夜不停地进行生产。


从这儿出厂的零件,


可以用来组装火箭发动机。


采用3D打印技术,


使发动机的生产周期更短,


制造工艺简单,可靠性高,


而且还可以节省大量的原材料。


中国航天技术集团 周亚雄:像这个,它是我们发动机上的外壳。因为火箭发动机适应工作条件很高,不仅要承受压力,还要保证其使用的机械性能,所以现在我们用3D打印,相当于集成设计,然后实现一体化成型。


据悉,目前新开发的火箭发动机,


超过60%的零件


全部可以通过3D打印生产,


这将大大提高发动机的研制效率。


在此之前,发动机的许多部件


几乎都是人工“搓”出来的“孤品”,


在新技术的加持下,


火箭队的发动机逐渐从“工艺品”


转变为“工业产品”。


中国航天技术集团 张鹏:早期铸造的达标率受技术实力限制,只能达到30%左右。3D打印技术的研发和突破,现在达标率可以达到95%以上。


假设3D打印提高了什么?


火箭机制造技术,


数字化的应用


就是火箭发动机研制效率大幅提高的代表。


以前设计过发动机


依靠手绘图纸或二维绘图,


随著数字化水平的提高,


现在的发动机设计


三维模型已全面选择,


开发周期大幅缩短。


中国航天技术集团 李程:使用这种数字化方法后,我们的产品迭代速度更快。我们可以在数字世界中进行多轮模拟计算,以确保液体火箭发动机的研发过程在物理世界中取得成功,并支持更大的推力。


中国航天技术集团 李斌:作为核心关键技术的代表,火箭发动机也提高了这些工业技术水平。火箭发动机的需求、一些配套材料、制造工艺和设备也在提高。因此,紧密联系促进了我们整体开发水平的提高。


火箭机试运行:提高效率 保质保量


可以看到西安抱龙峪的试车台,


在我国,未来可以重复使用火箭的发动机,


正在准备试车。


经更新改造,


一次试车只能在前五天完成,


现在最早两天就可以完成。


中国航天技术集团 高强度:为了完美地检测发动机的正确性能,首先试车台绝对不能掉链子,试车台本身绝对可靠。


火箭发动机试车又称火箭发动机试车


"不起飞的发射",


在每台发动机交付火箭之前


所有试车台都要打火试车,


对其性能进行验证。


近年来,中国的航天工作逐步进入。


正常的高密度发射阶段,


火箭队对发动机的需求也在逐步增加,


到2025年要具备


每年测试300台发动机,


对于试车台来说,这是一个很大的挑战。


怎样才能提高试验台的效率?


中国航天技术集团 高强:我们称这个工厂为实验的准备室。简单来说,我们应该把试验前后的一些工作转移到实验的准备室。这是我们为发动机实验设计的发动机转运车。它可以通过自动导航将发动机转移到我们的实验室,并与我们的试验架对接。


在新技术的加持下,


本试验台上最多可有4台发动机


同时开展工作,


试验台的利用率很高,


试驾效率自然也会提高。


中国航天技术集团 李斌:发动机是我们航天发射的核心支撑,也是基础。为了支持航天健康快速发展,发动机必须满足整体要求。


生产化肥和服装 火箭发动机技术用途多多?


这个很高的设备


就是配备了“航天炉”的煤化设备。


通过再加工合成甲醇,


合成氨、煤制油等商品,


可广泛用于


纺织品、化肥制造、化工等领域,


而且最关键的燃烧装置是


来自火箭发动机。


航天长征化工有限公司有限公司 赵峰:这是航天粉煤加压汽化技术,源于火箭发动机的燃烧、传热和系统工程理论,是航天液体火箭发动机技术在民用领域的应用。火箭需要充分燃烧,这是一种欠氧燃烧,带来精确的氧气和汽化原料控制。


听起来很容易,干起来很难。


第一个“航天炉”诞生之前,


这种技术一直被国外垄断,


很多企业要花几十亿甚至几百亿


购买国外的技术和设备,


市场需求十分迫切。


因为市场需求如此迫切,


那么为什么没有人做呢?


赵峰说,中国的煤种太多了,


如果要做好“航天炉”这一技术,


每种煤的气化特性都需要研究出来,


有些不适合燃烧劣质煤,


既费时又投入大。


航天长征化工有限公司有限公司 赵峰:这种煤不符合燃料煤的要求。我们希望把它变成汽化原料,利用它的价值。一对一的工业设计,必须彻底了解煤炭。


到目前为止,“航天炉”项目团队


已建立9大类600多种。


煤炭汽化特性数据库


以及煤气化企业标准。


像这样一对一的建筑工厂


155台气化炉签约,


合同总额已经超过200亿元,


推动上下游产业投资超过3000亿元。


远程服务中心位于北京,


在这里可以看到全国正在运行的“航天炉”


实时状态。


航天长征化工有限公司有限公司 姜从斌:每个气化炉大约有2000个实时数据,对于新技术的研发非常珍贵。煤化工行业的GDP每年也超过1万亿元,因此必须开发核心技术。未来,我们可能会进入一些环境保护领域,以满足我们未来的碳中和需求。


此外,还可以参考火把。


燃烧和控制火箭发动机的技术,


2022北京冬奥会手持火炬“飞”


还有能源化工行业


工业火炬用于无毒无害气体排放,


正是火箭发动机技术转换而成。


现在,这项技术已服务于


全国数百家公司,


出口中东、非洲等“一带一路”,共创我国。


原标题:“娥”在仰望。~月亮之上~找到了嫦娥奔月的动力!”


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