望着“娥”~月亮之上~找到了嫦娥奔月的动力!
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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