国内首次！可重复使用→

近日，由航天科技集团六院西安航天动力研究所自主研制的某型液氧煤油发动机实现重复飞行试验验证，国内首次实现了液体火箭动力的重复使用。该型发动机于2021年作为某飞行器主动力装置参加首飞试验，经检测维护后参加本次重复飞行试验任务。

自由进出空间，是航天运输系统后续发展的主要方向；发展可重复使用航天运载器是实现自由进出空间的关键环节，迫切需要开展实质研究，实现技术突破。

液体火箭发动机作为航天运载器的主要动力装置，具有性能高、任务适应强、技术难度大、研制周期长等特点，也是航天运载器最复杂的产品之一，因此其可重复使用成为实现航天运载器重复使用必须突破的关键技术之一。

液氧煤油发动机是我国新一代运载火箭的主要动力装置，具有高性能、大推力、无毒无污染等优点。该发动机从设计之初，部组件方案及总体布局按多次工作的要求开展论证，地面研制试验实现了单台发动机不下台重复试车8次。

然而，可重复地面试车并不代表着发动机可以适应可重复使用，由于天地工作环境的差异性及各种保障条件的限制，液氧煤油发动机重复使用需要攻克的关键技术难题更多，主要有以下几个方面：

1

多次点火技术

采用垂直起降的航天运载器都需要发动机具备多次点火能力。

液氧煤油发动机采用了绿色、环保的推进剂组合，可在一次点火工作后进行吹除处理后，实现发动机重复点火工作，技术上具有重复使用能力。但航天运载器飞行时，无法实现和地面试验相同的吹除等保障条件，同时由于低温发动机点火准备阶段需对低温系统进行预先预冷，所以点火准备期的流程和地面也有较大差异。对于补燃循环液氧煤油发动机，这些制约条件将更加凸显，需要对发动机进行技术研究，优化发动机点火准备阶段的预冷流程，简化发动机关机后至点火前的吹除处理方案。

目前，我国补燃循环液氧煤油发动机已在地面试验实现了不间断三次点火起动，摸索出了重复点火工作间的吹除处置和预冷方法。

2

大范围变推力技术

垂直起降的航天运载器在返回过程中，由于推进剂剩余量逐渐减少，运载器重量越来越轻，需要发动机具备大范围推力调节能力，才能实现减速或地面软着陆。

我国液氧煤油发动机具备无级推力调节能力，通过地面试车进行充分验证，其中推力调节机构和大范围推力调节能力在新一代长征八号运载火箭上实现了飞行验证。

3

力、热防护技术

与一次性使用运载器相比，重复使用运载器不仅要求发动机在上升段工作，而且返回段也要再次点火工作用于运载器减速或着陆，特别是返回段的气动力载荷条件、喷口反流热流条件等更加苛刻，需要对发动机进行力、热防护技术研究。另外，非工作段部分贯通内腔的接口也需要考虑返回段外界气压的变化进行正压或反向密封保护。

某飞行器试验的成功，初步验证了液氧煤油发动机对重复使用飞行力、热载荷条件及免维护防护措施的有效性。

4

重复使用检测维护技术

为了实现低成本，体现出发动机重复使用的价值，要求对返回后的发动机进行的检测项目越少越好，维护越简单越好，在健康状态评估的基础上尽量简化检测维护方案，最终实现发动机的低成本、短周期快速检测维护。

液氧煤油发动机通过发射场使用维护简化研究及重复使用相关维护处理技术研究，实现操作维护项目大幅度精简，首次实现低温火箭液氧加注后无人值守功能验证。

液氧煤油发动机从一次飞行使用到两次飞行使用这一小步，却意义非凡，为后续我国开展更大推力可重复使用液氧煤油发动机研制积累了宝贵经验、探索了道路，标志着中国航天液体动力可重复使用实现了从零到有的突破，迈出了坚实的一大步。

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来源： 西安航天动力研究所、央视新闻