液體火箭是以液體火箭發(fā)動機(jī)作動力裝置的火箭,。一般由動力裝置,、箭體結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)等部件組成,。有單級火箭和多級火箭兩種,。液體火箭主要用作航天運(yùn)載工具和導(dǎo)彈核武器的推進(jìn)部分。美國“土星” 5號多級火箭,，長約111米,，直徑10米，總推力達(dá)33350千牛,， 運(yùn)載能力達(dá)127噸,，作為航天運(yùn)載工具已先后把12名航天員送上月球,。液體火箭加上彈頭即構(gòu)成武器，一種是無控火控火箭武器,，另一種為有控火箭武器,，即“導(dǎo)彈”。

液體火箭的動力裝置系統(tǒng)主要由推進(jìn)劑輸送和增壓系統(tǒng)及液體火箭發(fā)動機(jī)兩大部分組成,。 推進(jìn)劑輸送和增壓系統(tǒng)是保證液體火箭發(fā)動機(jī)可靠工作的重要系統(tǒng),。

航天學(xué)誕生和發(fā)展的一個重要特點是理論先行,。從20世紀(jì)初航天學(xué)理論的出現(xiàn)到人造衛(wèi)星發(fā)射成功,，只經(jīng)歷了短短的50年?？梢哉f,，航天學(xué)理論的率先建立大大加速了航天時代的來臨。在航天學(xué)理論和火箭運(yùn)動理論建立的過程中,，活躍著一批有卓越成就的航天先驅(qū)者,。在理論方面最著名的是俄國的齊奧爾科夫斯基、美國的羅伯特·戈達(dá)德和德國的赫爾曼·奧伯特,。利用火箭實現(xiàn)太空飛行的設(shè)想和理論是俄國航天先驅(qū)者齊奧爾科夫斯基首先明確闡述的,。

1896年，他開始從理論上研究星際航行問題,，進(jìn)一步明確了只有火箭才能達(dá)到這個目的,。1897年，齊奧爾科夫斯基推導(dǎo)出了著名的火箭運(yùn)動方程式,。齊奧爾科夫斯基首先研究的問題是太空飛行用的運(yùn)載工具,。他認(rèn)為，在宇宙空間沒有空氣的情況下,，唯一能夠使用的運(yùn)輸工具是火箭,。齊奧爾科夫斯基經(jīng)過幾年潛心研究，于1898年完成了航天學(xué)經(jīng)典論文《利用噴氣工具研究宇宙空間》,，但這篇論文直到1903年才在莫斯科的《科學(xué)評論》上發(fā)表,。接著，齊奧爾科夫斯基又在《航空報告》上發(fā)表了多篇關(guān)于火箭理論和太空飛行的論文,。這些出色的著作較為系統(tǒng)地建立起了火箭運(yùn)動和航天學(xué)的理論基礎(chǔ),。 [2]

9月14日電 (記者 張一辰)記者14日從中國航天科技集團(tuán)六院西安航天動力研究所獲悉，由該所自主研制的某型液氧煤油發(fā)動機(jī)實現(xiàn)重復(fù)飛行試驗驗證,，此舉首次實現(xiàn)了中國液體火箭動力的重復(fù)使用,。

液體火箭發(fā)動機(jī)作為航天運(yùn)載器的主要動力裝置，具有性能高,、任務(wù)適應(yīng)強(qiáng),、技術(shù)難度大,、研制周期長等特點，也是航天運(yùn)載器最復(fù)雜的產(chǎn)品之一,，因此其可重復(fù)使用成為實現(xiàn)航天運(yùn)載器重復(fù)使用必須突破的關(guān)鍵技術(shù)之一,。

液氧煤油發(fā)動機(jī)是中國新一代運(yùn)載火箭的主要動力裝置，具有高性能,、大推力,、無毒無污染等優(yōu)點。該發(fā)動機(jī)從設(shè)計之初,，部組件方案及總體布局按多次工作的要求開展論證,，地面研制試驗實現(xiàn)了單臺發(fā)動機(jī)不下臺重復(fù)試車8次。

然而,，可重復(fù)地面試車并不代表發(fā)動機(jī)能適應(yīng)可重復(fù)使用,。液體火箭發(fā)動機(jī)可重復(fù)使用還需要突破多次起動、低入口壓力起動,、大范圍推力調(diào)節(jié),、狀態(tài)評估檢測及健康管理、快速簡化處理,、高溫組件結(jié)構(gòu)抗疲勞壽命評估及延壽,、全任務(wù)剖面復(fù)雜力熱環(huán)境預(yù)示及控制等關(guān)鍵技術(shù)。

據(jù)介紹,，通過本次試驗進(jìn)一步驗證了發(fā)動機(jī)全任務(wù)剖面復(fù)雜力熱環(huán)境適應(yīng)性,、飛行后回收重復(fù)使用的可行性，探索了液氧煤油發(fā)動機(jī)快速簡化處理方案,、檢測維護(hù)及健康管理方案,，初步建立了液體火箭發(fā)動機(jī)重復(fù)使用設(shè)計評估準(zhǔn)則，推動了重復(fù)使用航天運(yùn)輸技術(shù)的發(fā)展和工程應(yīng)用,。

液氧煤油發(fā)動機(jī)是我國新一代運(yùn)載火箭的主要動力裝置,，具有高性能、大推力,、無毒無污染等優(yōu)點,。該發(fā)動機(jī)從設(shè)計之初，部組件方案及總體布局按多次工作的要求開展論證,，所有閥門均為可多次工作的氣動,、電動、液動等工作形式,，地面研制試驗實現(xiàn)了單臺發(fā)動機(jī)不下臺重復(fù)試車8次,。

“十三五”期間，西安航天動力研究所預(yù)先開展了液氧煤油發(fā)動機(jī)重復(fù)使用關(guān)鍵技術(shù)研究,，取得了大量理論和試驗研究成果,，為液氧煤油發(fā)動機(jī)重復(fù)使用奠定了基礎(chǔ),。

由于天地工作環(huán)境的差異性及各種保障條件的限制，液氧煤油發(fā)動機(jī)飛行重復(fù)點火與地面試驗重復(fù)點火不能簡單劃等號,，飛行力,、熱等環(huán)境條件也更加惡劣，因此液氧煤油發(fā)動機(jī)重復(fù)使用需要攻克的關(guān)鍵技術(shù)難題更多,，主要有以下幾個方面：

多次點火技術(shù)

目前,，我國補(bǔ)燃循環(huán)液氧煤油發(fā)動機(jī)已在地面試驗實現(xiàn)了不間斷三次點火起動，摸索出了重復(fù)點火工作間的吹除處置和預(yù)冷方法,。

大范圍變推力技術(shù)

要實現(xiàn)發(fā)動機(jī)的大范圍變推力,，需設(shè)置調(diào)節(jié)元件和驅(qū)動機(jī)構(gòu)，同時對調(diào)節(jié)精度和調(diào)節(jié)速率有要求,。另外,，工作條件的大范圍變化對發(fā)動機(jī)推力室等熱力組件及渦輪泵等主要組件的工作適應(yīng)能力提出了很高要求,。我國液氧煤油發(fā)動機(jī)具備無級推力調(diào)節(jié)能力,，通過地面試車進(jìn)行充分驗證，其中推力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和大范圍推力調(diào)節(jié)能力在新一代長征八號運(yùn)載火箭上實現(xiàn)了飛行驗證,。

力,、熱防護(hù)技術(shù)

與一次性使用運(yùn)載器相比，重復(fù)使用運(yùn)載器不僅要求發(fā)動機(jī)在上升段工作,，而且返回段也要再次點火工作用于運(yùn)載器減速或著陸,，特別是返回段的氣動力載荷條件、噴口反流熱流條件等更加苛刻,，需要對發(fā)動機(jī)進(jìn)行力,、熱防護(hù)技術(shù)研究。某飛行器試驗的成功,，初步驗證了液氧煤油發(fā)動機(jī)對重復(fù)使用飛行力,、熱載荷條件及免維護(hù)防護(hù)措施的有效性。

重復(fù)使用狀態(tài)評估技術(shù)

國內(nèi)液體火箭發(fā)動機(jī)地面故障診斷系統(tǒng)在液氧煤油發(fā)動機(jī)研制試驗中應(yīng)用較早,，技術(shù)成熟,。2022年3月在新一代長征六號甲運(yùn)載火箭上首次實現(xiàn)了飛行健康監(jiān)控系統(tǒng)的實戰(zhàn)應(yīng)用。通過液體動力健康診斷相關(guān)技術(shù)研究,，液氧煤油發(fā)動機(jī)在試車或飛行后狀態(tài)評估技術(shù)方面也開展了大量研究工作,。

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