11月24日,我國目前推力最大的長征五號遙五運載火箭,成功將嫦娥五號月球探測器送入地月轉移軌道,開啟了中國探月工程首次地月往返之旅。
漫漫征程中,中國航天科技集團六院研製的107台大小發動機將持續接力,助推嫦娥五號探月、返鄉(xiang) 。
30台發動機助推長征五號飛天
中國探月工程,此前實施過5次發射,均由長征三號甲係列運載火箭完成。而發射嫦娥五號的重任,首次落在了長征五號運載火箭身上。
記者從(cong) 六院了解到,長征五號遙五運載火箭配套了30台火箭發動機。其中,8台120噸級液氧煤油發動機、2台50噸級氫氧發動機及2台9噸級氫氧發動機,全部是我國新一代綠色環保發動機。正是它們(men) ,實現了長征五號遙一火箭豪邁首飛、長征五號遙三火箭王者歸來、長征五號遙四火箭成功發射我國首個(ge) 火星探測器“天問一號”。
這三型發動機,均為(wei) 六院研製團隊曆時近20年為(wei) 我國新一代運載火箭研製的主動力裝置。它們(men) 使長征五號火箭具備了名列前茅的運載能力。
在長征五號遙五運載火箭上,還有六院精心打造的輔助動力係統,它由18台性能不一的姿控發動機,以及配套的氣瓶、閥門、管路和貯箱組成,是我國唯一涵蓋增壓氣體(ti) 裝置、輸送係統、推進劑貯存裝置和推力室的獨立、完整動力係統。該係統安裝在火箭二級氧箱尾部,負責火箭二級發動機滑行階段的推進劑沉底管理、姿態控製和星箭分離前的末速修正。
正是這30台發動機,支撐長征五號遙五運載火箭護送嫦娥五號探測器進入預定軌道,開啟探月征程。
推進器研製實現“不可能”的任務
與(yu) 我國以往探月任務不同,嫦娥五號既要落月探測,又要采樣返回,任務更為(wei) 複雜艱巨。六院研製的一係列空間姿控軌發動機,將在任務中派上大用場。
嫦娥五號探測器由著陸器、上升器、軌道器、返回器4部分組成。六院為(wei) 著陸器、軌道器和上升器研製了三套推進係統,這是目前我國空間飛行器上最複雜的推進係統。
據六院專(zhuan) 家介紹,這三套推進係統由77台大小不同、性能各異的軌姿控發動機組成。係統性能指標高、質量輕、推進劑使用效率高,既能經曆嚴(yan) 酷的溫度環境,又能適應寬範圍使用溫度。由於(yu) 係統複雜,對其可靠性也有著更高要求。
為(wei) 了實現探月三期工程“回”的目標,探測器推進係統麵臨(lin) 極為(wei) 嚴(yan) 苛的減重要求。六院團隊在充分評估風險後,作出了著陸器用4台表麵張力貯箱替代4台金屬膜片貯箱方案的更改,並反複驗證,完成了研製攻關(guan) ,最終實現減重約26千克。
為(wei) 了確保嫦娥五號能在月球平穩著陸,並從(cong) 月球返回,六院為(wei) 探測器量身定做了兩(liang) 款3台新型發動機。其中,軌道器上的1台3000牛發動機,將為(wei) 地月轉移、月地轉移中途修正、近月製動、離月加速提供推力;上升器上的1台3000牛發動機,相當於(yu) 1枚微縮版運載火箭,將為(wei) 月麵起飛提供推力;探測器月麵軟著陸任務,將由1台7500牛變推力發動機完成。
記者了解到,相比其它型號發動機組件,7500牛變推力發動機的流量調節器上,零件加工精度要求極高,公差達微米級,相當於(yu) 1根頭發的80分之一。僅(jin) 1根流量調節錐上,就有8處公差為(wei) 微米級的加工難點。這在行業(ye) 內(nei) 通常被認為(wei) 是絕不可能完成的,航天工匠們(men) 卻將這種不可能的任務完美實現。
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