大推力氢氧发动机关键技术及解决途径

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1、第40卷第2期2014年4月火箭推进JOURNALOFROCKETPROPULSl0NV01．40，No．2Apr．2014大推力氢氧发动机关键技术及解决途径郑大勇，陶瑞峰，张玺，向猛(北京航天动力研究所，北京100076)摘要：200吨级大推力氢氧发动机是重型运载火箭的基础，是航天强国的重要标志。与以往氢氧发动机相比，大推力氢氧发动机推力量级和结构参数均有大幅度提高，是目前世界上推力最大的高空发动机，发动机的设计、生产和试验技术跨度大、要求高，需要开展一系列的技术攻关工作。根据200吨级大推力氢氧发动机技

2、术特点，介绍了发动机的总体技术方案，根据发动机技术特点和使用要求，梳理了一批制约发动机技术水平提高、系统方案优化和工程实施的关键技术，并提出了解决途径。关键词：重型运载火箭；氢氧发动机；关键技术中图分类号：V434—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2014)02—0022—06StudyonkeytechnologyforlargethrustLOX／LH2rocketengineZHENGDa-yong，TAORui-feng，ZHANGXi，XIANGMeng(BeijingAerosp

3、acePropulsionInstitute，Beijing100076，China)Abstract：ThelargethrustLOX／LH2rocketengineisthebasisofthedevelopmentofheavy—lifIlaunchvehicle．IncomparisonwiththepreviousLOX／LH2engine，thethrustlevelandstructureparametersofthelargethrustLOX／LH2enginehavebeenenhan

4、cedsubstantially．Ithasthelargestthrustlevelaroundtheworld．Withthehighrequirements，engine’Sdesign，manufacture，andtestrequireaseriesofhardworkonkeytechnologyresearch．BasedonthetechnologyfeaturesofthelargethrustLOX／LH2engine，theoveralltechnicalschemeoftheengi

5、neisintroducedinthispaper．Accordingtothetechnicalfeaturesandapplicationrequirementsoftheengine，abatchofkeytechnologiesthatrestraintheenginetechnologyimprovement，systemoptimizationandprojectimplementationarelistedinthepaperandthesolutionsareputforward．Keywo

6、rds：heavy-liftlaunchvehic1e；LOX／LH2rocketengine；keytechnology收稿日期：2013—10—17；修回日期：2013—12—24基金项目：中国航天科技集团公司支撑项目(2011JY06)作者简介：郑大勇(1978一)，男，高级工程师，研究领域为液体火箭发动机系统设计第40卷第2期郑大勇，等：大推力氢氧发动机关键技术及解决途径23O引吾氢氧发动机由于其比冲性能高、燃烧稳定性好及绿色环保等优点，一直是国内外运载火箭动力系统发展的重点。我国自上世纪70年代以

7、来，先后成功研制了用于CZ一3系列火箭的4吨级YF一73氢氧发动机、8吨级YF一75氢氧发动机，以及用于CZ一5新一代运载火箭的9吨级YF一75D和50吨级YF一77氢氧发动机，完成了包括我国多颗人造卫星和绕月探测器等在内的多次重大航天发射，同时也为后续探月工程和载人航天工程的实施奠定了基础【1-2】。按照我国空间发展规划，后续将进一步加快太空探索步伐，向空间站运送重型构件，开展载人登月和深空探测活动【3I。为满足这些需求，我国开展了重型运载火箭及其动力系统的论证与研究，提出了200吨级大推力氢氧发动机的技

8、术方案。与现役和在研氢氧发动机相比，200吨级氢氧发动机的推力量级和结构参数均有大幅度提高，是目前世界上推力最大的高空发动机，发动机的设计、生产和试验技术跨度大、要求高，需要开展一系列的技术攻关工作，解决制约发动机技术水平提高、系统方案优化和工程实施的技术瓶颈。本文介绍了200吨级大推力氢氧发动机的总体技术方案，根据发动机技术特点和使用要求，梳理并分析了急需开展攻关的技术瓶颈，结合国内外现状与技术基础，提出了解决