高性能卫星用490N轨控发动机研究进展

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1、第37卷第6期火箭推进V0l_37．№．62011年l2月JOURNALOFROCKETPROPULSIONDee．2011高性能卫星用490N轨控发动机研究进展姜文龙，杨成虎，林庆国(上海空间推进研究所，上海200233)摘要：阐述了卫星用第三代高性能490N轨控发动机的研究进展，主要介绍了发动机的设计概况、试验验证情况以及关键技术攻关情况。对后续研制工作提出了初步设想。关键词：液体远地点发动机；比冲性能；进展中图分类号：V434—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2011)06—0009—05Developmentofhighperformance490

2、Napogeeengineforsatellites一一一JIANGWen—long，YANGCheng—hu，LINQing-guo(ShanghaiInstituteo：fSpacePropulsion，Shanghai200233，China)Abstract：Theprogressofthethirdgenerationhighperformance490Napogeeengineforsatel-litesiselaboratedinthispaper．Theenginedesign，hotfiringtestandthekeytechnologyresearc

3、haredescribed．Atlastthetentativeplanforthefollow-updevelopmentworkisintroduced．Keywords：liquidapogeeengine；specificimpulse；progress地点发动机的真空比冲性能。最具代表性的美国0引言R一4D系列发动机从真空比冲287S的R一4D一7发动机到真空比冲327S的R一4D一16发动机，历经液体远地点轨控发动机主要作用是：’勾航天器40年，真空比冲增加了40S之多ll_3]。国内目前远地点机动入轨提供动力，其真空比冲性能的提正在使用的第一代490N液体远

4、地点发动机真空高能够有效延长航天器的工作寿命或增加有效载比冲为305S左右，已经完成了包括“嫦娥一号”荷的质量，可以带来十分显著的经济效益和军事在内的29颗航天器的变轨飞行任务，第二代效益。因此国内外对提高液体远地点发动机的真490N液体远地点发动机已完成正样阶段研制工空比冲性能都十分重视，始终坚持利用最新的材作，其真空比冲315S左右，当前已交付型号待料和最新的喷注器技术，持续不断地提高液体远飞行考核。为满足我国大容量、长寿命卫星发展收稿日期：2011-05—13；修回日期：2011-08—12作者简介：姜文龙(198O一)，男，高级工程师，研究领域为液体火箭发动机设计

5、和制造10火箭推进2011年12月的需要，我国开展了真空比冲目标为323S的第推力室身部：推力室身部由抗高温氧化燃烧三代高性能490N轨控发动机(以下简称第三代室及喷管扩散段组成，喷管面积比330：1。抗高490N发动机)的研究工作。截至目前，第三代温氧化燃烧室材料首选铼／铱复合材料，此材料在490N发动机已经开展了包括高性能喷注器、耐国外高性能液体远地点发动机上得到了广泛应高温抗氧化材料在内的多项关键技术攻关，完成用，美国马夸特公司(现属Aerojet公司)的R一了多次热试车试验，在多个研究方面取得了重要4D一14液体远地点发动机以及第二代高性能液体进展。远地点发动机R

6、一4D一15均在燃烧室段采用了该本文主要介绍第三代490N发动机的设计概材料，发动机真空比冲平均值分别达到了322．2S况、试验验证情况以及关键技术攻关情况，对后及323．8S。采用MON一3／NH作为推进剂的R一续研制工作提出了初步设想。4D一16发动机燃烧室材料仍选用了铼／铱材料，真空比冲达到了326．7S。另外TRW公司真空比冲1发动机设计达到325S、真空推力502N的液体远地点发动机和Aerojet公司的真空比冲达到321s『I的液体第三代490N发动机(图1)采用N204／远地点发动机燃烧室也选用了铼／铱材料。由此可MMH自燃推进剂，发动机主要由氧化剂控制阀、

7、见铼／铱材料是高性能液体远地点发动机，尤其是燃料控制阀以及推力室组成，电磁阀采用并列方真空比冲达到320S以上发动机上广泛使用的燃式安装于推力室头部，与头部之间的对接面采用烧室材料。氟塑料及“0”型橡胶圈双重密封。发动机整体此外，根据国内材料工业发展现状，同时结采用辐射加液膜冷却方式。当前发动机主要设计合C／SiC复合材料当前在液体火箭发动机上的应参数为：用情况，在第三代490N发动机的设计上，将c／真空推力：490N；设计室压：1MPa；混合SiC复合材料作为另一个燃烧室材料选择方案。比：1．65；真空比冲：≥323S；累计