近日,中科宇航自主研发的力擎四号上面级动力系统(PE-4)中的20kN发动机,在165所清水头试验区成功完成了全面的试车考核。这一里程碑式的成就标志着中科宇航在航天动力技术领域的又一重大突破。
据悉,此次试车过程中,发动机累计点火达10次,单次工作时间从最短的2秒到最长的650秒不等,燃烧效率高达约0.96,完全满足了总体飞行任务指标的要求。这一系列的测试不仅验证了发动机的性能稳定性,也为其后续的应用奠定了坚实的基础。
力擎四号上面级动力系统是中科宇航的得意之作,以其低成本、高性能、多用途、可多次起动以及长期在轨运行的能力而著称。该系统特别适配于力箭二号液体运载火箭的三平一垂发射模式,为发射中高轨卫星以及国家深空探测任务等提供了强有力的支持。
此次考核的20kN发动机在设计上采用了多项创新技术。例如,其针栓式喷注器和3D打印全不锈钢短身部结构,不仅降低了制造成本,还显著减轻了发动机的重量。同时,发动机扩张段采用了低成本的C/SiC陶瓷基复合材料,相较于传统的铌钨合金方案,成本降低了约50%,重量减轻了10至15千克。在长达650秒的试车过程中,发动机表现出色,无突频现象,时域X、Y、Z三方向的RMS最大值均小于20g,展现了高效稳定的燃烧特性。
通过此次试车考核,中科宇航团队不仅验证了20kN发动机的关键性能参数,如针栓喷注器的阻塞比和动量比等,还为后续的优化改进工作奠定了坚实的基础。尤为团队在国内首次成功突破了针栓式喷注器边区氧燃气液膜组合冷却形式的技术瓶颈,这一创新成果为实现发动机的低成本高性能研制开辟了新途径。