填补我国大推力氢氧发动机空白——记长征五号一级主动力50吨氢氧发动机

填补我国大推力氢氧发动机空白
——记长征五号一级主动力50吨氢氧发动机

50吨氢氧发动机是我国首台大推力、高性能、地面起动直接入轨的氢氧发动机，由两台独立工作的单机通过机架并联构成，地面推力达100 吨。采用燃气发生器动力循环，地面一次启动，具有混合比调节能力，可双向摇摆。由航天科技集团六院自主研制，具有完全自主知识产权、100%国产化，综合性能达到国际先进水平。它的研制成功，填补了我国大推力氢氧发动机空白，使我国液体火箭推进技术的整体水平跨上一个大的台阶。

零碳排放。50吨氢氧火箭发动机采用液氢、液氧作为推进剂，燃烧产物为洁净度达99.99%的纯净水，具有绿色、环保、零碳排放等优点，是世界上排放种类最少、最绿色环保的发动机，因此长征五号运载火箭也被成为“绿色火箭”。氢氧发动机的燃烧产物清洁，燃烧稳定，工作振动量级小，可多次启动等突出优势，成为当今世界航天运载器不可替代的动力装置，是火箭先进性的重要体现。

运载效率高。长征五号运载能力的大幅提升也得益于发动机采用氢氧推进剂的高能效。液氢是火箭化学推进剂中能量最高的燃料，氢和氧燃烧所能获得的高空比冲最高能够达到465秒，比现有常规燃料发动机性能提高约50%，是当前已知推进效率最高的化学推进剂火箭发动机。氢氧推进剂的高能效、产生推力所需燃料少的特性，使火箭运载的推进剂重量大幅减少，对于提高火箭的运载能力具有至关重要的作用，也是长征五号大型火箭采用氢氧发动机作为芯级动力的主要原因之一。

低温之最。50吨氢氧发动机是世界上温度最低的发动机，采用的液氢、液氧推进剂温度分别为零下252度、零下180度，发动机工作前要利用液氢和液氧将发动机各类部件的结构温度预冷至大约零下180度或零下250度，保证液氧和液氢在发动机内部稳定输送。低温条件下要保证发动机各部件按照精准的时序可靠动作，需要解决大量的关键技术，采用特制的低温合金材料，开展特定的低温处理及试验测试，这些都加大了低温发动机的研制难度。

集多项新技术于一身。50吨氢氧发动机超低温、高温、高压等苛刻工况条件下工作的，工作环境恶劣，零部件结构复杂，大量采用了高温合金、低温钛合金等新材料。通过一系列设计和工艺攻关，解决了发动机总体布局和管路设计难题，减小了流阻损失，突破了高压、大热流推力室热防护技术，高性能稳定燃烧氢氧喷注器技术等10大类共43项关键技术，这些技术的突破，将在我国工业现代化进程中，发挥重大牵引作用。