又双叒一项创新突破：火箭可回收“神器”——针栓式喷注器试车成功
近日，蓝箭航天液氧甲烷针式喷注器试车取得圆满成功，这也是国内第一个通过充分热试车验证的液氧甲烷针栓式喷注器。
众所周知，要成功研发一枚可回收运载火箭，首先要拥有一型可以大范围调节推力的火箭发动机，而针栓喷注技术，则是发动机实现深度变推力的核心技术之一。
自从上世纪七十年代问世以来，针栓喷注技术一直被广泛应用于月球下降发动机上。SpaceX公司成立后，CTO 汤姆·穆勒将针栓式喷注器技术首次运用在运载火箭主发动机-梅林系列发动机上，这也是梅林发动机的主要创新之一。10多年来，由于梅林发动机喷注器简洁的结构，良好的燃烧稳定性，易于实现变推力，为Spacex猎鹰火箭多次回收复用提供了强有力的动力支持。
与传统直流式及离心式喷注器相比
针栓式喷注器具有以下特点：
实现深度变推力，助力火箭回收
通过移动针栓，可同时改变氧化剂及燃料流通面积，稳定各工况下氧化剂及燃料喷注压降，理论上可实现额定推力到零的变推力，为火箭可回收提供动力解决方案。
结构简洁，成本低
针栓式喷注器有由壳体、心筒、中心杆及平头四个零件组成，而直流式及离心式喷注器喷嘴数量从几十个到数百个，从而大幅降低成本。
良好的燃烧稳定性
在公开资料中，针栓式喷注器从未出现燃烧不稳定性这一发动机世界性难题。
将针栓式喷注器运用在液氧甲烷发动机上，也是蓝箭航天的工程师们一直在攻克的技术难题。但是，液氧甲烷针栓喷注器在国内属于全新的领域，甲烷工作在超临界状态，类似于“液-汽”喷注，难度极大。
此外，在工作过程中甲烷温度的升高，会导致密度从440kg/m3降低至20kg/m3，喷注速度从30m/s提高至140m/s，产品喷注雾化状态会发生急剧改变，因此该参数选择稍不合理燃烧效率较低，甚至发生烧蚀。
前期烧蚀情况
试车曲线
本次试车成功标志着：
蓝箭航天在国内率先掌握了液氧甲烷发动机深度变推力核心技术，该技术可使天鹊发动机推力变化范围大幅扩大，为朱雀二号火箭可回收提供更优秀的解决方案；
蓝箭航天将该技术移植于天鹊80吨液氧甲烷发动机喷注器上，将大幅降低发动机成本；
该技术作为现有航天技术的有益补充，为星球着陆下降级发动机提供了另一种技术选择。
科普小贴士
针栓喷注器——发动机深度变推力神器
针栓式喷注器起源于一些早期试验室装置，1960年，TRW开始研制针栓式喷注器，其设计专利直到1972年才公开发表。在其后40年间，TRW至少有60种发动机进行了热试车，推力范围从22N到290t，其中最著名的发动机是阿波罗载人登月下降级发动机LMDE，其推力变化范围4.7t~0.47t。
与直流撞击式、离心式喷注器不同的是，前两种喷注器介质流通面积固定，推力变比的极限在2.5:1，范围再扩大低工况由于喷注压降的降低，会出现低频不稳定燃烧；而针栓式喷注器可通过移动喷注器的部件，同时改变氧化剂及燃料的喷注面积，控制住各个工况燃料及氧化剂的喷注压降，因此是深度变推力发动机喷注器技术方案的最佳选择。
LANDSPACE
蓝箭航天空间科技股份有限公司（蓝箭航天）是国内领先的液体火箭研制与运营的商业公司，国际宇航联合会（IAF）会员、国家高新技术企业。公司聚焦中小型商业航天应用市场，致力于研制具有自主知识产权的液体燃料火箭发动机及商业运载火箭，凭借一流的技术研发团队，以高度集成的设计能力和单机创新能力完成产品设计、制造、测试和交付全流程任务，为全球市场提供标准化发射服务解决方案。