率先登月背 陸嫦娥4號祕密武器揭曉

嫦娥四號著陸器1月度過第一個月夜週期,並測得月球背面最低溫達攝氏零下190度的畫面。(中新社)

嫦娥四號登陸月背

中國大陸「嫦娥四號」領先美國,率先登陸月背,引發舉世關注。而這次任務之所以能順利完成,主要是靠它的關鍵祕密武器--7500N變推力發動機。「嫦娥四號」能在太空隨心所欲,調降動力、減速調姿、懸停避障,或加足馬力行進,全靠這神器。

據《西安日報》2月17日報導,負責研製變推力發動機的,就是位於西安的中國航太科技集團六院。

事實上,這款發動機最初是安裝在「嫦娥三號」上。而「嫦娥三號」是中國大陸第一個登陸月球表面的探測器。為了一圓探月夢,航太六院研發出這款具備深度節流能力,能夠實現多種推力工況的發動機。

而「嫦娥四號」要領先全球,率先登陸月球背面,環境更複雜,對發動機的要求也更嚴。除了使用壽命更長外,衡量發動機性能的指標「比沖」,也從原來的308秒提高為310秒。

雖然塗層和2秒的差距看來不起眼,但六院變推力研製團隊在產品的品質複查單上,200多根導管、400多條焊縫管路,還有400多處螺釘的連接,都要鉅細靡遺地處理。為了使運動元件配合更準確,研製團隊把零件加工精度提高為0.005毫米。

月背影像 能看出什麽

其實早在2006年時,六院已負責著手研發這款發動機。在既缺乏經驗,又沒有材料的狀況下,他們決定自主創新,研發自製變推力發動機,解決「嫦娥三號」的動力問題。更棘手的是,按照計畫,發動機必須5年內完成交付。

變推力發動機主任設計師蘭曉輝在接到研製任務之前,便長年從事運載火箭3級發動機2次啟動研製工作。外人看來,高空發動機與變推力發動機擁有多次啟動,以及高工況工作的共同點。但從專業角度來說,它們一個是固定推力、一個是變推力。而在結構設計方面,一個是固定部件、一個是活動部件,其間有天壤之別。

在產品改進的同時,他們開發了發動機性能模擬計算、熱環境模擬試驗等軟體,加速研製進度,不僅成功實現了研製,還省了一筆不小的研製經費。

2008年4月,600秒長時間變推力發動機可靠性試車成功,顯示關鍵技術獲得全面突破,轉入工程研製。然而,為了因應探測器設計要求,他們必須在發動機周圍以隔熱的方式,進行熱防護。這意味推力室壁的耐高溫能力要強,還要儘量讓燃燒室降低溫度,提高燃燒效率,兩者幾乎是背道而馳。但蘭曉輝帶領團隊提出了創新的冷卻方式,圓滿解決了這一難題。

2011年底,7500N變推力發動機連續8台可靠性試車全部成功。繼「嫦娥三號」探月5年之後,「嫦娥四號」藉由7500N變推力發動機,寫下大陸領先全球登陸月背的歷史。

(中時電子報)

文章來源:揭秘嫦娥4号登陆月背关键装备:变推力发动机


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