航天科技四院两大法宝先行一步助力长五成功首飞

文章来源:中国航天报 发布时间:2016-11-17

11月3日,我国新一代大型运载火箭长征五号点火起飞的画面深深镌刻在了国人的脑海之中。然而,大多数人或许不知,在长五火箭正式点火发射前,有一件“法宝”已经先行点火;在火箭芯二级发动机点火前,也有一件“ 法宝”先行点火。巧的是,它们均来自于中国航天科技集团公司四院。

法宝一:正推火箭

正推火箭是为火箭在飞行过程中顺利实现芯一级和芯二级之间的可靠分离而研制的动力装置。火箭芯一级工作结束后,正推火箭在接到分离指令时开始点火工作,实现芯一级的可靠分离。

正推火箭还用于管理火箭级间分离过程中的芯二级推进剂。在芯二级发动机点火前,正推火箭提前工作,产生瞬时的强大推力,对芯二级产生正向加速度,使液体推进剂向贮箱底部运动,实现燃烧更充分、更可靠,火箭推动力更强劲。

四院为长五火箭研制的正推火箭是同类产品中装药量最大的产品,兼具固体发动机和火工品的双重特性,工作时间长、可靠性要求高、环境条件要求极其苛刻。此外,发动机还首次选用低铝粉推进剂,比同类发动机更绿色环保。

41所自2012年年底起,仅用4年时间就完成了正推火箭从方案、初样到试样第一批的研制工作,产品研制完全按照型号产品质量管理体系进行。该所按照火工品验证体系,进行了大小共计11项系列化的力学环境、温度环境、电磁环境及极限点火、真空点火、冲击试车等可靠性增长试验,首飞前完成了46次地面点火试验,创造了四院固体发动机首飞前试验数量的最高纪录。

法宝二:消氢点火装置

消氢点火装置全称是排氢燃烧系统点火装置。它点燃了火箭发射的“第一把火”,彻底消除了火箭发射前排放的大量低温氢气。这也是四院排氢燃烧新技术在火箭发射任务中的首次应用。

长五火箭芯级采用了液态氢氧发动机,在点火前会向发射平台周围环境中排放低温氢气。这些氢气与空气混合形成的可燃气团在浓度达到一定范围时,一旦遇到静电或明火就会产生爆炸或爆轰。为此,研制一套专门用来消除氢气影响的点火装置十分关键。

42所承担了长五排氢燃烧系统点火装置的研制任务。该产品能在火箭氢氧发动机工作前2~3秒内点燃火箭发射的“第一把火”,先行点燃并消除火箭发射前排出的大量低温氢气,保证火箭发射的安全性。

排氢燃烧系统点火装置具有高安全性、高可靠性的特点,采用了安全性更好的药剂,应用了先进的控制技术确保准确、准时点燃氢气。同时,该装置采用双重保护设计,不仅能承受火箭点火时产生的高热流冲击,而且具有防爆功能。

由于排氢燃烧系统点火装置在火箭发射任务中是首次使用,因此,国内并无现成技术经验可借鉴。为此,科研人员以固体推进剂配方为基础,通过反复调整不同的组分配比,研制出了新型推进剂配方。他们还精心选用了特殊的材料,成功将明火时间缩短到有效范围。(荣元昭)