气氧∕煤油无毒姿控发动机技术研究

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1、第41卷第5期火箭推进V01．41．№．52015年10月JOURNALOFROCKETPROPULSIONOct．2015气氧／煤油无毒姿控发动机技术研究许宏博，吉林，金盛宇，王爱玲(上海空间推进研究所，上海201112)摘要：为实现运载火箭无毒、无污染、低成本和高可靠的目标，研制了新一代运载火箭辅助动力系统气氧／煤油无毒姿控发动机。经过多年攻关，气氧／煤油系列发动机技术研究工作取得突破性进展，具有可靠的稳态及脉冲工作性能，达到了工程应用要求。首先介绍了气氧／煤油系列60N，150N和300N3种推力发动机的

2、技术方案和关键技术，重点介绍了关键技术的研究情况，包括点火技术、轻小型电点火器技术、燃烧技术、冷却技术以及高温抗氧化涂层技术等，最后给出了发动机热试车情况，并对3种推力发动机的主要性能进行了总结。气氧／煤油发动机为国内首个达到工程应用要求的无毒姿控发动机。关键词：气氧／煤油发动机；姿控；点火中图分类号：V434—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2015)05—0012—05TechnologyofGOX／kerosenenon--toxicattitudecontrolengineXUHongb

3、o，JILin，JINShengyu，WANGAiling(ShanghaiInstituteofSpacePropulsion，Shanghai2012，China)Abstract：Inordertorealizenon—toxic，lowcostandhighreliabilityoflaunchvehicle，theGOX／kerosenenon-toxicattitudecontrolengineforlaunchvehicleauxiliarypropulsionsystemwasdeveloped

4、．Aftermanyyearsofresearch，breakthroughprogresshasbeenmadeinthetechnicalstudyofGOX／keroseneengines，andtheGOX／keroseneattitudecontrolenginehasmettheengineeringapplicationrequirementsforreliableworkingperformancesofstableandpulseoperation．Inthispaper，thetechnic

5、alproposalandkeytechnologiesof60N，150Nand300NGOX／keroseneareintroduced，especiallyforthekeytechnologies，includingofignition，electricaligniter，combustion，cooling，andhigh—temperatureoxidationresistantcoating．Themainperformanceparametersinaltitudetestsofthethree

6、enginesaregiven．GOX／keroseneengineisthefirstnon-toxicattitudecontrolenginewhichhasmettheengineeringapplicationrequirementsinChina．Keywords：GOX／keroseneengine；attitudecontrol；ignition收稿日期：2015—03—08；修回日期：2015—05—28基金项目：上海市科学技术委员会课题(13DZ2250600)作者简介：许宏博(1982一)

7、，男，硕士，工程师，研究领域为液体火箭发动机设计第4l卷第5期许宏博，等：气氧，煤油无毒姿控发动机技术研究130引言1研究现状目前国内外成熟应用的辅助动力系统通常采用有毒推进剂，而无毒辅助动力系统主要采用液(气)氧／醇类组合，如气氧／煤油、气氧／酒精、液氧／甲烷等。随着近些年来对环境保护和人体健康的重视，无毒发动机已成为未来发展的趋势，受到越来越多的关注。新一代运载火箭辅助动力系统采用气氧／煤油姿控发动机，该发动机具有无毒、无污染、响应快、可多次脉冲工作等特点。经过多年研究，气氧／煤油系列发动机技术研究工作取得

8、突破性进展，达到了工程应用要求。本文介绍了气氧／煤油系列60N、150N和300N3种推力发动机的关键技术研究情况，给出了3种发动机的主要性能。国内外无毒辅助动力系统大多仍处于研究阶段，仅美国和前苏联曾成功应用于飞行试验。美国于上世纪80年代研制的气氧艚精姿控发动机(667N)应用在了第2代航天飞机的辅助动力系统上；前苏联在上世纪70年代为“暴风雪”号航天飞机研制了液(气)氧／．噪油姿