登火星第一步! YF-480燃氣發(fā)生器和渦輪泵聯(lián)試成功!


載人登月和載人登火星,都是事關全人類未來的大事。從技術(shù)上講,載人登月,至少要在近地軌道完成一個總質(zhì)量至少有100噸的飛行體。能做到120噸以上最好。而這個組合體飛行到環(huán)繞月球幾百公里的穩(wěn)定環(huán)月軌道,除去期間的燃料消耗,到達月球時應該還剩下50噸的級別,這樣才能確保3到4人完成月面軟著落并安全返回。而有人登陸火星,由于距離更遙遠,而且火星的引力更強大,要人上去還能回來,就需要攜帶更多的燃料、生活物資和大型返回體;載人火星著陸器本身還要作為返回時的火箭發(fā)射平臺,從火星起飛的脫離飛行體也得上百噸級別。這樣就需要從地球近地軌道飛向火星前,整備一個總質(zhì)量至少500噸級別的大型綜合體,基本和現(xiàn)在的國際空間站一樣大,但是外形肯定不同。這么重的一個龐然大物,顯然很難從地面一次性發(fā)射,但是可以用大火箭連續(xù)發(fā)射4到5次,在近地軌道對接和結(jié)構(gòu)強化后再一起加速飛向火星。
所有的這一切計劃,都需要土星5號級別的巨型火箭。而造巨型火箭的前提是先造出超強的火箭發(fā)動機!3月24日下午,500噸級國產(chǎn)重型火箭液氧煤油發(fā)動機YF-480第二次聯(lián)試成功,標志著該型發(fā)動機具備整機裝配條件,六月份將完成工程樣機整機裝配并轉(zhuǎn)入試樣研制階段。這次試驗,并不是500噸推力級別的液體大火箭發(fā)動機的整機試車,只是作為關鍵核心部件的燃氣發(fā)生器和渦輪泵聯(lián)試,不包括燃燒室燃燒。該發(fā)動機的整機要到今年六月才開始裝配,即使進行首次整機試車,也許要到年底了。不過僅僅是燃氣發(fā)生器的和渦輪泵的聯(lián)式,居然在6秒鐘內(nèi)就噴完了整整10噸燃料和氧化劑!若整機需要燃燒600秒,飛到近地軌道,那么每臺這種大發(fā)就要消耗掉1000噸以上的燃料和氧化劑。 YF-480渦輪泵的功率應該介于俄羅斯的RD-180和RD-170之間的水平,估計有接近20萬馬力的功率。

要知道10萬噸航母的4根大軸全部開足馬力推進,總輸出功率峰值也不過28萬馬力,換做這么1.5個火箭發(fā)動機的渦輪泵的推力就夠了。而火箭發(fā)動機的渦輪泵功率并不是大型火箭的總功率,甚至不是一臺火箭發(fā)動機的推力總功率。這個所謂渦輪泵功率只是把燃料和氧化劑同時泵入火箭燃燒室的工作功率!大火箭本身發(fā)射時的總功率可比這個20萬馬力大N倍。YF-480將是長征九號重型運載火箭的主力發(fā)動機,未來將用于深空探測、載人登月和登火、空間基礎設施建設服務。長征九號芯級最大直徑為10米級,總長103米,最大起飛質(zhì)量4137噸,起飛總推力5873噸,預計近地軌道(LEO)最大運載能力140噸,地月轉(zhuǎn)移軌道(LTO)運載能力約50噸,運力與土星5號運載火箭相當。預計將于2028年左右首射。 說到這里,可能有人會提出異議。認為到目前為止,長征5號的前兩發(fā)都不順利,為何不先集中力量,先徹底搞好長5,確保長5以最快速度可靠可用。再去攻關長征9號不遲。而實際情況是:長征9號目前有關系統(tǒng)的研發(fā)隊伍,和長征5號并非一體 。兩者屬于不同的項目、不同的團隊。而長征9號將來能做的事情,長征5號即使完全搞好了,也大部分做不到。因為兩個系統(tǒng)的入軌質(zhì)量差距巨大。

相反,一旦長征9號,特別是YF-480超級大發(fā)動機搞好了,只用更簡單、更少發(fā)動機的組合,就能做長征5號的工作,這也是航天常識。將來僅僅裝備一臺YF-480大發(fā)動機的火箭,就幾乎可以達到現(xiàn)在采取8臺發(fā)動機一起起飛的現(xiàn)有長征火箭的總推力。將來的助推器單獨拿出來,都比所謂的現(xiàn)有大火箭的全部推力還大。而發(fā)動機數(shù)量越少,火箭中途出故障的概率就越低。因此YF-480關鍵渦輪泵和燃氣發(fā)生器的聯(lián)合調(diào)試成功,對其他型號也是很大的促進,試驗成功的意義相當重大!