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世界固体火箭发动机排行,印度竟比中国还强?中国排第几?

2021年10月19日,由中国航天科技集团四院自主研制的推力500吨整体式固体火箭发动机地面热试车获得圆满成功。消息一出,不止是“航天人”高兴,广大网友也沸腾了,这标志着我国固体火箭运载能力实现大幅提升!

然而在此之前,我国的固体火箭发动机技术在世界上研发航天事业的几个国家中,排名并不高,甚至一度落后于印度。

世界固体火箭发动机排行

大型固体火箭发动机推力大、推重比高、结构简单,并且在降低重力损失、提升质量方面具有较大优势,基于这样的特点,美国早在20世纪60年代就开始应用大型固体火箭发动机作为重型运载火箭的助推器,并形成了“大力神”系列、“宇宙神”系列、航天飞机和“航天发射系统”系列,直径范围在3.05~3.07米之间。

近年来,为了满足火箭运载能力提升及商业航天低成本发射的需求,美国在航天飞机助推器的基础上,研发的“航天发射系统”助推器,发动机推力从1100吨级提升到1600吨级(分段式),世界排名第一。

基于同样的原因和目的,欧洲从20世纪70年代开始开展大型固体火箭发动机的研制,形成了阿里安系列火箭发动机。90年代以后,也一直致力于大型

整体式、高性能固体火箭发动机的研发,P80大型固体火箭发动机已助力“织女星”运载火箭完成多次飞行任务。

2018年7月,欧洲完成当时最大推力(470吨级)的整体式固体发动机试车。可以说,在2021年之前,欧洲排名第二,印度紧随其后,排名第三。

印度研发的大推力固体火箭发动机的典型代表为S-200发动机,直径达3.2米,推力达500吨级(分段式)。凭借大型固体助推发动机的技术优势,印度运载火箭的能力也在短期内得到快速提升。

2021年之后,我国整体式固体火箭发动机的成功试车,打破了上述排名,赶超印度与欧洲。回顾当今世界各国的航天事业发展现状,我国显然已经排在世界领先的行列,论航天事业整体技术的发展,我国早已跑在印度的前面,然而为何在固体火箭发动机这方面却长时间的落后于印度呢?这就要从印度的航天历程说起。

印度的航天技术发展

20世纪60年代初,印度就已经开始研制固体发动机,此后的二十多年,印度一直以航天事业为目标,为探空火箭、卫星等研制了一系列的固体发动机。

印度的航天技术之路走的要比我国顺当的多,在引进国外先进技术方面,我国一直是受限制的一方,而国际环境对印度发展来说却很有利。印度此前既引进了西方的技术,也引进了前苏联的技术。印度的发展路线是“先卫星,后火箭”,早期的卫星都是由别国的火箭发射。

但也并不是说印度就放弃了自己的火箭,他们也是采用循序渐进的方式,把国外技术与自己的技术相结合,在发展卫星和火箭的过程中,尽可能地引进关键部件。引进之后,适当改进或是组合到自己的系统当中去。

早在1986年时,印度就开始发展低温技术,1989年进行了1吨推力的缩比发动机的液氧点火试验。但当时由于自身研发的这种发动机跟不上运载火箭的进度,因此转而引进了俄国的技术,以加快进度。印度是世界上第六个有能力发射卫星的国家。

它的商用遥感卫星曾一度在世界上领先。因此,早期的印度,在固体火箭发动机技术上领先我国是顺理成章的。

我国固体火箭发动机现状

近年来,中国空间站的建设不断完善,在月球探测、火星探测等领域都取得了不错的进展,我国航天事业一直在取得新的成就,向更广的太空开拓。随之而发展的自然也包括火箭运载能力,固体发动机有整体式和分段式之分。目前,在整体式固体火箭发动机方面,我国已经领先世界,下一步,将打通千吨级推力固体发动机技术。

固体发动机的储存和运输更为便利,结构简单可直接发射,适用于小型载荷火箭、小型卫星的发射上。未来,我国还要建设月球基地,这就意味着我们需要超大型运载火箭的助推器,需要继续研发和攻克固体火箭发动机技术。

作为起步较晚的国家,我国的固体火箭发动机技术在短期内取得了惊人的成就。2016年完成首台直径3米、2段式、钢壳体固体火箭发动机热试车,2020年12月完成直径3.2米、3段式、钢壳体固体火箭发动机。此次直径3.2米发动机的应用完善了国内的固体、液体运载火箭相结合的航天运输系统,构建国内快速空间信息支援能力和控制空间能力提供更加强大有力的动力支撑。

迄今,我国的固体火箭发动机已经先后在我国第一颗人造卫星、第一颗返回式卫星、第一颗试验通信卫星以及系列气象卫星发射,及载人航天飞船逃逸救生系统中发挥了重大作用。

在以快舟系列火箭为代表的商业航天引领下,近年来我国加快了大型整体式固体火箭发动机发展速度。随着高性能复合材料的发展,将具有高比强度、比模量的复合材料应用于固体火箭发动机壳体或喷灌可显著提升发动机的性能和质量比。2016年我国KZ-11运载火箭一级发动机地面试车成功,这是当时国内推动力最大的复合材料壳体固体火箭发动机。

随着火箭发动机的大型化和重型化,许多不可控因素加大了研制风险,研制的技术难度也随之增加。我国千吨级推力固体火箭发动机还需要时间突破,核心技术只能靠我们自己一步步攻克,突破传统技术限制,尽快实现以较小投入达到最大成果,我国的航天事业也在一步步引领世界发展。

总结

尽管印度曾长时间在固体火箭发动机的领域领先我国,但将印度航天的发展与我国的发展相比,可以看到,我国的发展基础较好。特别是在运载火箭技术方面,我国在1984年就突破了低温技术,成功发射了我国第一颗地球静止轨道的通信卫星,领先于印度。

不过我们也要客观看待,印度的航天事业规划不算宏伟,却十分务实。特别是在卫星应用方面,得到了广泛的赞誉。印度在结合国情发展卫星应用,在统一协调下发展多功能卫星平台和统一建设卫星地面站等方面的经验,还是值得我们借鉴的。

参考资料:[1]目标千吨!我国整体式固体火箭发动机试车成功.央广网2021-10-21[2]大型固体火箭发动机发展趋势及关键技术分析[J]. 武丹,陈文杰,司学龙,解红雨,熊楚杨. 武汉大学学报(工学版). 2021(02)[3].我国最大的分段式固体火箭发动机试车成功[J].中国军转民,2021(01):6.[4]黄志澄.印度航天技术发展概况及其主要经验[J].国际技术经济研究,2002(02):8-14.

作者:风风 初审:丁孩儿 校稿编辑:小宛

posted @ 22-07-16 12:37 作者:admin 点击量:
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