世界最大推力固体火箭发动机试车成功,钨钼业功不可没!

2021年10月19日11时30分,我国自主研制的目前世界上推力最大、冲质比最高、可工程化应用的整体式固体火箭发动机在西安试车成功,这标志着我国固体运载能力实现大幅提升,对推动未来大型、重型运载火箭技术的发展具有重要意义。

世界最大推力固体火箭发动机试车成功钨钼业功不可没图片

固体火箭发动机的研制成功,除了凝聚着无数科学家的辛勤汗水和智慧结晶之外,还离不开众多化学材料如钨、钼制品的贡献。

固体火箭发动机是一种使用固体推进剂的化学火箭发动机,主要由壳体、药柱、燃烧室、喷管组件和点火装置等组成。由于推进剂燃烧时,燃烧室须承受3200度左右的高温和2×10^7bar左右的高压,再考虑到其是航天器的组件之一,所以须采用重量较轻的高强度高温合金材料如钼基合金或钛基合金制成。

钼基合金是一种以钼为基体加入其他元素如钛、锆、铪、钨及稀土等而构成的有色合金,具有优异的耐高温、耐高压和耐腐蚀性能,且比钨更容易加工和重量更小,因此更适合应用于燃烧室中。不过,钼基合金的抗高温能力和其他性能通常不及钨基合金,所以火箭发动机的一些部件如喉衬、点火管等仍需要用钨基合金材料进行生产。

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喉衬是固体火箭发动机喷管喉部的内衬材料,因工作环境较为恶劣,所以其也应具备与燃料室材料和点火管材料相似的性能,一般采用钨铜复合材料制成。钨铜材料是一种自发汗冷却型的金属材料,能有效避免高温时出现体积变形和性能变化的情况。其发汗制冷的原理是高温下合金中的铜会被液化蒸发,进而大量吸收热量,降低材料的表面温度。

点火管是发动机点火装置的重要部件之一,一般安装在喷火器枪口,不过需要深入到燃烧室中,所以就要求其组成材料应具备极为优秀的耐高温和耐烧蚀性能。钨基合金因有高熔点、高强度、耐冲击和低体积膨胀系数等优良特性,而成为制造点火管的优选材料之一。

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由此可见,固体火箭发动机的试车成功,钨钼业功不可没!据中钨在线了解,此次试车的发动机由中国航天科技集团第四研究院研制,直径3.5米,推力达500吨,采用高性能纤维复合材料壳体、高装填整体浇注成型燃烧室、超大尺寸喷管等多项先进技术,发动机综合性能达到世界领先水平。

值得一说的是,今年我国已实行了两次载人飞船发射,即2021年6月17日9时22分,搭载神舟12号载人飞船的长征2F运载火箭发射,顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空;2021年10月16日0时23分,搭载神舟13号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭发射,顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空。

 

 

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