【重型运载火箭三级主动力25tf膨胀循环氢氧发动机研制进展】25tf膨胀循环氢氧发动机是针对我国重型运载火箭三级主动力需求研制的液体火箭发动机,也可应用于未来其他航天器的上面级。该发动机采用闭式膨胀循环方式,具备高可靠、高比冲、大范围变推力以及多次点火等能力。发动机已通过推力室挤压热试验、氢涡轮泵介质试验等子系统试验验证了各项关键技术及组合件设计方案,发动机的整机方案实现已不存在技术障碍,具备对整机技术方案开展热试车试验验证的条件。
国内外闭式膨胀循环氢氧发动机的主要参数对比见表1。为了满足我国未来航天发展需要,提高进入空间的能力,我国开展了重型运载火箭的技术方案论证和关键技术研究,并开展25 tf膨胀循环氢氧发动机的技术方案研究。2016年,火箭总体经优化论证正式提出重型运载火箭三级采用4台25 tf膨胀循环氢氧发动机,此后在火箭总体的牵引下开展了25 tf膨胀循环氢氧发动机的关键技术攻关及整机研制。
25tf膨胀循环氢氧发动机是我国YF-75D发动机后研制的第二型闭式膨胀循环氢氧发动机,也是目前世界上在研的最大推力闭式膨胀循环发动机,该发动机将具备高可靠、高比冲、大范围变推力以及多次点火等能力。
25t膨胀循环氢氧发动机设计真空比冲455.2s,具备双向摇摆、大范围推力调节能力和多次点火能力。发动机系统方案和模装见图1。发动机采用泵前摇摆,单机模块化设计,发动机主要设计参数见表2。
经过近5年的研制,25 tf膨胀循环发动机主要组件及子系统方案均已经过试验验证,影响发动机能否实现最大推力的两个最主要因素(推力室冷却通道的温升和氢涡轮泵效率)已通过试验证明达到了设计指标要求,发动机的整机方案实现已不存在技术障碍。2022年将完成首台发动机短喷管状态整机生产并开展热试车验证,进一步对相关技术方案进行集成验证。通过相关技术的研究不仅将使我国的上面级氢氧发动机具备高可靠、高比冲、大范围变推力以及多次点火等能力,也可推广用于现役氢氧发动机提升能力、拓展应用方向,推动我国航天运载能力提升。
参考文献:褚宝鑫,赵海龙,陈旭扬,龚杰峰.25 tf膨胀循环氢氧发动机研制进展[J].火箭推进,2022,48(02):21-26.
