本报讯 (融媒体中心记者 方针)近日,记者从开发区企业九州云箭(北京)空间科技有限公司了解到,九州云箭推力为12吨的“凌云”液体火箭发动机核心组件——同轴涡轮泵完成了低温介质试验考核,验证了相关部件设计准确性和多工况适应性,获取了主要参数,达到了预期目的,标志着“凌云”发动机全部核心技术及产品均已自主突破。
涡轮泵作为液体火箭发动机的心脏,是发动机主要组合件中唯一一个高速旋转类机械,它肩负着将火箭贮箱中的低压推进剂进行增压,并实时输送给推力室和副系统燃烧产生燃气,推举运载器摆脱星球引力的重要任务,这一过程需要非常大的能量。“凌云”发动机这台涡轮泵功率达到1MW水平,相当于5台2.0T汽车发动机功率的总和,但其重量只有一个成年人的一半。早在方案论证时,“凌云”涡轮泵便以商业航天发动机和商业运载业务为主打应用场景,在液氧/甲烷物性参数相对接近的前提下,综合考虑可靠性、成本和重量等因素,确立了同轴涡轮泵的方案。相比于氧化剂/燃料双涡轮泵,同轴涡轮泵可以减少零组件数量,减轻涡轮泵重量,提高可靠性。在完成介质试验后,这台涡轮泵将继续参加副系统联试以及发动机整机热试车。
据了解,凌云发动机采用液氧/甲烷的双低温推进剂组合,泵端温度低至零下190℃,涡轮端燃气温度又高达700℃以上,在这样一个“冰火两重天”的环境里,涡轮泵以每分钟数万转的转速高速运行,不同材料在低温、高温以及大温度梯度下的物性变化、结构变化必须谨慎考虑并严格控制,这样才能保证涡轮泵奏出一曲美妙和谐的“冰与火之歌”。至此,九州云箭凌云发动机的全部主要组件:点火器、燃气发生器、推力室、涡轮泵以及主副系统阀门和推力调节装置均完成了组件级试验。