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一百零七台发动机接力助推 嫦娥五号往返地月稳稳地

来源:科技日报2020-11-25 09:32

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  11月24日,我国目前推力最大的长征五号遥五运载火箭,成功将嫦娥五号月球探测器送入地月转移轨道,开启了中国探月工程首次地月往返之旅。

  漫漫征程中,中国航天科技集团六院研制的107台大小发动机将持续接力,助推嫦娥五号探月、返乡。

  30台发动机助推长征五号飞天

  中国探月工程,此前实施过5次发射,均由长征三号甲系列运载火箭完成。而发射嫦娥五号的重任,首次落在了长征五号运载火箭身上。

  记者从六院了解到,长征五号遥五运载火箭配套了30台火箭发动机。其中,8台120吨级液氧煤油发动机、2台50吨级氢氧发动机及2台9吨级氢氧发动机,全部是我国新一代绿色环保发动机。正是它们,实现了长征五号遥一火箭豪迈首飞、长征五号遥三火箭王者归来、长征五号遥四火箭成功发射我国首个火星探测器“天问一号”。

  这三型发动机,均为六院研制团队历时近20年为我国新一代运载火箭研制的主动力装置。它们使长征五号火箭具备了名列前茅的运载能力。

  在长征五号遥五运载火箭上,还有六院精心打造的辅助动力系统,它由18台性能不一的姿控发动机,以及配套的气瓶、阀门、管路和贮箱组成,是我国唯一涵盖增压气体装置、输送系统、推进剂贮存装置和推力室的独立、完整动力系统。该系统安装在火箭二级氧箱尾部,负责火箭二级发动机滑行阶段的推进剂沉底管理、姿态控制和星箭分离前的末速修正。

  正是这30台发动机,支撑长征五号遥五运载火箭护送嫦娥五号探测器进入预定轨道,开启探月征程。

  推进器研制实现“不可能”的任务

  与我国以往探月任务不同,嫦娥五号既要落月探测,又要采样返回,任务更为复杂艰巨。六院研制的一系列空间姿控轨发动机,将在任务中派上大用场。

  嫦娥五号探测器由着陆器、上升器、轨道器、返回器4部分组成。六院为着陆器、轨道器和上升器研制了三套推进系统,这是目前我国空间飞行器上最复杂的推进系统。

  据六院专家介绍,这三套推进系统由77台大小不同、性能各异的轨姿控发动机组成。系统性能指标高、质量轻、推进剂使用效率高,既能经历严酷的温度环境,又能适应宽范围使用温度。由于系统复杂,对其可靠性也有着更高要求。

  为了实现探月三期工程“回”的目标,探测器推进系统面临极为严苛的减重要求。六院团队在充分评估风险后,作出了着陆器用4台表面张力贮箱替代4台金属膜片贮箱方案的更改,并反复验证,完成了研制攻关,最终实现减重约26千克。

  为了确保嫦娥五号能在月球平稳着陆,并从月球返回,六院为探测器量身定做了两款3台新型发动机。其中,轨道器上的1台3000牛发动机,将为地月转移、月地转移中途修正、近月制动、离月加速提供推力;上升器上的1台3000牛发动机,相当于1枚微缩版运载火箭,将为月面起飞提供推力;探测器月面软着陆任务,将由1台7500牛变推力发动机完成。

  记者了解到,相比其它型号发动机组件,7500牛变推力发动机的流量调节器上,零件加工精度要求极高,公差达微米级,相当于1根头发的80分之一。仅1根流量调节锥上,就有8处公差为微米级的加工难点。这在行业内通常被认为是绝不可能完成的,航天工匠们却将这种不可能的任务完美实现。

  (记者 付毅飞)

[ 责编:涂子怡 ]
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