央视网消息:嫦娥六号任务历经发射、地月转移、落月、上升、交会对接以及返回等多个过程,带回了人类首份月背样品。在这些过程当中,超过100台航天发动机不断接力。
5月3日,嫦娥六号成功发射,在进入太空的这2200多秒,主要由火箭来提供动力。发射嫦娥六号的长征五号火箭上共有30台发动机,它们一起助力,将嫦娥六号送到地月转移轨道。
进入预定轨道之后,谁来提供动力?这就都要靠安装在嫦娥六号身上的77台发动机了。这台7500牛变推力发动机,在落月期间发挥了重要的作用。
这款7500牛变推力发动机是为嫦娥三号着陆月球而研制的。它在嫦娥三号任务之后,还陆续帮助嫦娥四号、五号、六号实现了月球软着陆。
在嫦娥六号完成月面采样后,装有月背样品的上升器需要从月球表面起飞,这就轮到3000牛发动机发挥作用了。
嫦娥六号任务非常复杂,既要落月探测,又要采样返回,除了7500牛变推力发动机、3000牛发动机,嫦娥六号上还有150牛、25牛、10牛等多种类型的发动机在姿态控制、交会对接等过程中发挥了重要作用。
如何造好嫦娥的“动力之源”?
在参与嫦娥六号任务的100多台发动机当中,火箭发动机提供的动力是最大的。作为火箭的“动力之源”,发动机的研制工作极其复杂,工作环境极为苛刻。随着中国航天进入常态化高密度发射,火箭对发动机的需求越来越大。如何高效率、高质量地制造火箭发动机?有哪些新技术的加持?
在这个生产火箭发动机零部件的厂房,记者看到,这里所有零部件都采用3D打印技术来制造。过去人工至少要50小时制造的一个零件,现在用3D打印只需要10个小时。
在这个厂房中,近百台金属3D打印机根据发动机设计图纸,昼夜不停地进行着生产,从这里出厂的零部件,会被用于组装成火箭发动机。通过3D打印技术,让发动机的生产周期更短、制造工序简单、可靠性更高,并且还能节省大量的原材料。
据了解,现在新研制的火箭发动机,60%以上的零部件都可以通过3D打印来生产,这样使得发动机研制效率大幅提高。此前,发动机很多零部件几乎都是人工“搓”出来的“孤品”,有了新技术的加持,火箭发动机逐渐从“工艺品”转型为“工业品”。
如果说,3D打印提升的是发动机的制造技术,那数字化的应用就是火箭发动机研制效率大幅提升的代表。以前,设计发动机靠的是手绘图纸或二维制图,而随着数字化水平的提高,现在发动机的设计已经开始全面采用三维模型,研制周期大幅缩短。
火箭发动机试车:提高效率 保证质量
除了设计和制造,发动机研制过程当中还有一个重要的环节就是试车。不管是新研制的发动机还是准备交付的发动机,小到一个阀门,大到一台完整的发动机,都要在试验台上点火来验证性能。新技术的加持,也让火箭发动机的试车效率成倍提高。
在西安抱龙峪的这个试车台,记者看到,未来将用于我国可重复使用火箭的一台发动机,正在为试车做准备。经过升级改造,以前5天才能完成的一次试车,现在最快两天就能完成。
中国航天科技集团高强介绍,为了完美地测试发动机正确性能,试车台肯定不能掉链子,试车台自身得绝对可靠。
火箭发动机试车也被称为“不起飞的发射”,每台发动机交付火箭前都要在试车台上点火试车,验证其性能。
近些年,中国航天逐渐进入常态化高密度发射阶段,火箭对发动机的需求量也逐年增大,到2025年要具备每年试验300台发动机的能力,这对试车台的考验非常大。怎么才能提高试车台的效率?
高强介绍,这个厂房被称为试验的准备间,顾名思义就是要把试前和试后等一些工作转移到试验的准备间里来完成。发动机转运车可以通过自动导航的形式把发动机转运到试验间,与试车台架进行对接。
有了新技术的加持,这个试车台上最多可以有4台发动机同时开展工作。试车台的利用率高了,试车效率自然也就提高了。
中国航天科技集团李斌介绍,发动机是航天发射的核心支撑,是一个基础。发动机必须要可靠,满足总体要求,这样才能支撑航天健康快速发展。