载人登月发动机告捷!长程点火试车圆满成功,建功立业的时候到了

中国人的足迹何时可以踏上月球?这是一个困扰我们长达数十年的世纪之问,过去受限于人口多底子薄的现实国情我们只能纸上谈兵畅想未来,而现在建功立业的时刻已经到来。

载人登月发动机告捷!长程点火试车圆满成功,建功立业的时候到了

YF-100K泵后摆液氧煤油发动机试车

据航天科技集团六院消息,近日我国首款泵后摆液氧煤油发动机YF-100K完成500秒长程试车,该型发动机将配型我国新一代重型载人火箭芯一级与芯二级动力,而新一代重型载人火箭就是我国载人登月工程的主力运载工具。

新一代重型载人火箭是921载人航天办公室招标项目,也被航天爱好者称为“921火箭”。这是一款三级半构型火箭,两部助推器与芯一级火箭通用,起飞级总共有21台YF-100K泵后摆液氧煤油发动机,可以产生约2700吨起飞推力,芯二级是2台高空版YF-100K泵后摆液氧煤油发动机,芯三级则是两台YF-75D膨胀循环氢氧发动机。

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921新一代重型载人登月火箭

921火箭是一款典型的CBC助推器-芯级通用构型火箭,波音公司德尔塔-4重型火箭、SpaceX公司重型猎鹰都是CBC构型。921载人火箭最大起飞重量约2200吨,是上一代长征2F载人火箭的4.5倍,近地轨道运力约70吨,奔月轨道运力25吨,是长征五号奔月运力的3倍,运力指标大幅度超越SpaceX公司的重型猎鹰

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世界最大直径共底液氧煤油贮箱

由于得到载人航天工程的大力支持,因此921新一代载人火箭进展十分迅速,YF-100K今年年初刚刚完成300秒长程试车,仅间隔10个月就实现500秒长程试车,除此之外还攻克了世界最大直径锥形后底煤油贮箱、后过渡段、发动机安装梁、发动机小机架组合的七机并联、高效推力传递结构样机。

不同于跨度极大的长征九号重型火箭,921火箭充分继承了我国3.35米直径、5米直径火箭的成熟技术。比如YF-100液氧煤油发动机已经通过长征六号、长征七号多次实际发射任务考验,成熟度较高,在此基础上进行泵后摆改造能大幅度缩短研制周期。

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YF-100液氧煤油发动机助推长征7号飞天

5米直径箭体结构的生产制造工艺也可以继承长征五号,芯三级使用的YF-75D膨胀循环氢氧发动机与长征五号芯二级火箭也是同款,可以说摆在921载人火箭面前的是一系列成熟可用的货架产品,即便还有尚需验证的技术也不是什么不可逾越的难关,这一点与长征九号需要全面更新动力系统的研制条件完全不同。

运载火箭的研制充斥着各种不可预判因素,地面测试无论如何充分也难以全部复盘高空环境,只有将芯一级、芯二级、芯三级分阶段进行飞行演示验证,才能充分暴露问题,美国NASA在研制土星五号以前都是采用这一流程。

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长征2F是世界唯二的载人运载火箭

载人火箭对安全要求更为苛刻,目前世界范围内也只有俄罗斯联盟号与我国长征2号F这两款载人火箭,921载人火箭将对标长征2号F型载人火箭的0.97安全系数。航天科技集团一院将选择最稳妥的分步验证、逐步实施方案,火箭各级模块将进行演示验证飞行测试,如此一来就能充分暴露问题并加以完善,进而达到载人安全系数要求。

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国产新一代载人飞船

与此同时,明年长征5号B型运载火箭首飞的主载荷就是新一代载人飞船试验船,该飞船分为14吨与20吨两种构型,前者主要用于空间站天地往返的近地轨道载人任务,后者就是直接瞄准载人登月任务,目前该型飞船即将完成总装工作。

新飞船返回舱直径4.5米,近地轨道任务最多可以搭乘7名航天员,执行登月任务时可以搭乘3名航天员。

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新一代921重型载人登月火箭

届时我们将选择与美国NASA阿尔忒弥斯重返月球计划类似的月球轨道集合方案实施载人登月,共需发射两枚921火箭,分别将载人飞船与登月组合体发射至月球轨道,尔后对接,航天员进入登月舱降落月面。

今年年初探月工程总师吴伟仁明确表示,未来十年左右,月球南极将出现中国主导、多国参与的月球科研站,月球上将留下中国人的足迹,我国将迈入世界航天强国前列。载人航天工程原副总指挥张育林今年4月也在航天大会上披露,我国载人登月工程很可能要与天宫空间站工程并行实施,这在世界航天史中也是绝无仅有。

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载人登月与空间站并行实施

按照目前各系统研制进度,我国有望在2025年甚至更早时间实现921载人火箭首飞,并在2030年前实现载人登月。忽然梦想照进现实,为何我们转变得如此之迅速?

这是因为我们从来都是胸怀远大理想的民族,同时也有着含蓄内敛只做不说的脾性。通过5艘无人飞船、6艘载人飞船、两座空间实验室任务的实施,我们陆续将14人次航天员送上太空,攻克了载人航天全套门槛技术,又通过嫦娥探月工程掌握了地月转移轨道控制、月面软着陆、第二宇宙速度再入大气层等瓶颈技术。

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嫦娥五号

明年年底发射的嫦娥5号几乎可以看作是载人登月任务预演,这是一艘8吨级无人登月飞船,麻雀虽小五脏俱全,服务舱、返回舱、登月舱应有尽有,阿波罗载人登月飞船有的它全都有,届时它将突破月球轨道交会对接、月面起飞等核心技术。

现在回过头看过去二三十年的航天发展脉络可以发现,我们从很早以前就在布局一盘大棋,事实上早在1992年载人航天工程立项之际,我们就已经在认真思考载人登月问题,而现在已经到了该建功立业的伟大时刻。


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