“苍穹”发动机重要组件：针栓式喷注器推力室试验件已完成装配交付

近日，星河动力液氧/煤油针栓式喷注器推力室试验件完成装配交付，并通过冷态试验考核。这是国内首个50吨级液氧/煤油针栓式喷注器，随后产品将交总装，并于近期开展热试车，考核针栓喷注器的设计方案，获取推力室燃烧性能等参数。

图一：液氧煤油针栓式喷注器推力室

“智神星一号”是星河动力航天自主研制的可重复使用中型液体火箭，其一子级动力系统由七台“苍穹”50吨级的变推力液氧/煤油发动机组成，而针栓式喷注器技术则是这些发动机实现深度变推力的技术关键。

典型的液体火箭发动机喷注器由分布于推力室头部面板上大量的、独立的喷注单元组成，这些喷注单元通常采用直流撞击式或者同轴离心式。而针栓式喷注器具有独特的几何结构形式和喷注特性。

图二:针栓式喷注器结构

针栓式喷注器将整个喷注器深入到燃烧室中，燃料流经中心针栓的外侧流道（喷注头部与针栓套筒之间的环缝）喷射入燃烧室，形成沿轴向流动的环形液膜，使其到达撞击点处具有相同的周向速度。氧化剂流经针栓套筒，由针栓头部内型面使其转换为均匀的径向流动，与轴向流动的燃料成90度撞击在一起，从而充分混合和雾化。

针栓式喷注器有着极好的燃烧稳定性，可消除对诸如声腔或隔板装置的需要，简化推力室的构造，提高可靠性的同时降低制造成本。

结构简单使针栓式喷注器适用于低成本发动机。一个完整的针栓式喷注器可以少至5个零件，只需要改变两个简单部件，就能容易地调整和优化喷注器的性能。针栓喷注器的大部分零件都工作在良好的环境温度下，使其可以用普通的不锈钢机械加工和焊接，显著降低发动机的研制和鉴定成本。

“苍穹”系列液氧/煤油发动机

星河动力后续将陆续开展"苍穹"液氧/煤油发动机的相关试验，并于年内开展全系统试车，努力打造继SpaceX梅林发动机之后世界第二款、国内首款可重复使用液氧/煤油发动机。

图三：“苍穹”液氧/煤油发动机

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