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“胖五”发动机研制:突破“卡脖子” 不怕失败
发射问天实验舱的长征五号B运载火箭,主要承担我国空间站舱段的发射任务,它也是我国近地轨道运载能力最大的运载火箭。它强大的动力来源就是发动机,发动机是火箭的“心脏”,是火箭技术含量最高、难度最大的部件之一。长五运载火箭采用液氢液氧以及液氧煤油作为燃料,这是当今世界航天发射的主流技术,也是一个国家成为航天强国的标志之一。
航天科技集团六院西发公司型号系列总工艺师 张和平:这就是长征五号用的发动机,长征五号一共用了八台120吨液氧煤油发动机。这个上面有许多新材料,典型的就是说在燃烧部分用的是高温合金。
高温合金被称为“先进发动机基石”。火箭发动机点火后,最高温度达到3000℃,在这样的高温高压富氧环境下,普通材料瞬间就会被烧成一堆废渣,在实施综合降温措施后,高温合金却依然能够保持稳定。2000年,国家正式立项,液氧煤油发动机进入工程研制,首先要解决的就是研发高温合金。负责技术的主管单位从事材料研发应用有几十年的经验,信心满满,然而他们研发的叶盘刚上试车台几秒钟,大家就傻眼了。
中国钢研科技集团高纳公司科技委副主任 赵光普:最早试车的时候,因为对工艺参数也不掌握,我们也心里没底,所以试的时候只要工艺参数稍不对一些,那材料两三秒钟就像天女散花一样就没了。
中国钢研科技集团特殊钢研究院副所长 苏杰:我们曾经遇到过同样的原材料、同样的炉子,前后炼了两炉,有一炉合格,有一炉就不合格,所以可见它的工艺窗口确实很窄。
突如其来的失败让大家高涨的热情瞬间降到冰点,国外专家甚至说,即使中国人能把液氧煤油发动机设计出来,也无法制造出来。国外专家的话并非没有道理,作为主任设计师的葛李虎跟同事估算,发动机需要的新材料达30多种。
没有基础,就下定决心从头开始。跟火箭发动机打了一辈子交道的葛李虎是个有心人,这一本本有些发旧的记录本,记录了葛李虎30多年间在火箭发动机研制过程中遇到的所有问题,这120个记录本,也成为解决问题的一把钥匙。