2023年7月24日上午,在我國西北某靶場,伴隨著火箭發(fā)動機(jī)強(qiáng)大的轟鳴聲,由西北工業(yè)大學(xué)“固體推進(jìn)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”研制的65mm固液混合探空火箭按預(yù)定彈道軌跡直飛蒼穹,完成了又一次飛行演示驗(yàn)證。

本次發(fā)射的固液混合探空火箭由西北工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院劉林林老師帶領(lǐng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)對前期版本探空火箭全方位優(yōu)化升級而成,“星辰火箭”團(tuán)隊(duì)為火箭提供了航電系統(tǒng),并在總體設(shè)計(jì)和試飛實(shí)驗(yàn)方面提供了支持。該火箭主要由固液混合發(fā)動機(jī)、航電測量設(shè)備和回收系統(tǒng)三部分組成,其中固液混合發(fā)動機(jī)以含石蠟燃料/氧化亞氮作為推進(jìn)劑,平均推力200N,工作時(shí)間4.8 s,所用含石蠟燃料由項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)經(jīng)多年艱難技術(shù)攻關(guān)后創(chuàng)制而成,兼具力學(xué)性能優(yōu)異、退移速率高、成本低廉等優(yōu)勢。

與之前版本火箭相比,此次發(fā)射火箭所用的固液混合發(fā)動機(jī)主要進(jìn)行了三項(xiàng)重大技術(shù)改進(jìn):首先對氧化劑噴注器及燃料藥型進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),有效提高了燃?xì)獾膿交烊紵?在總質(zhì)量相當(dāng)情況下,發(fā)動機(jī)比沖大幅提高了30%以上,比沖效率達(dá)到87%。其次,對發(fā)動機(jī)點(diǎn)火裝置進(jìn)行了改進(jìn),引入了自研的具有點(diǎn)火與密封雙重功能的電爆閥門,不但實(shí)現(xiàn)了發(fā)動機(jī)安全可靠點(diǎn)火,而且氧化劑供給響應(yīng)快、點(diǎn)火能量高、點(diǎn)火一致性好。最后,對推力室進(jìn)行了防燒蝕改進(jìn),通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化及耐燒蝕材料合理選用,完成了全新的推力室設(shè)計(jì),既滿足高燃燒效率發(fā)動機(jī)可靠工作需要,又為后續(xù)發(fā)動機(jī)回收再利用奠定了有力基礎(chǔ)。

此外,在總結(jié)先前飛行試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,團(tuán)隊(duì)還對探空火箭氣動外形、各部件連接方式及發(fā)射架進(jìn)行了全面改進(jìn)。火箭主體選用高強(qiáng)度碳纖維材料,滿足輕質(zhì)與高強(qiáng)度要求,火箭發(fā)動機(jī)、航電設(shè)備、傘降回收設(shè)備與火箭箭體的連接也均進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì),可高效地進(jìn)行箭體維護(hù)與測試作業(yè)。

固液混合發(fā)動機(jī)的氧化劑與燃料分開儲存,具有安全可靠性高及成本低廉的天然優(yōu)勢,并且容易實(shí)現(xiàn)多次啟動與推力調(diào)節(jié),在探空火箭、人工影響天氣火箭、消防火箭、高速靶機(jī)、太空旅游和深空探測等領(lǐng)域均具有較好的應(yīng)用前景,此次飛行試驗(yàn)標(biāo)志著團(tuán)隊(duì)65 mm固液混合發(fā)動機(jī)技術(shù)狀態(tài)已基本成熟,達(dá)到成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用條件。

七月末的靶場,正值大暑節(jié)氣,試驗(yàn)團(tuán)隊(duì)全體師生頂高溫、戰(zhàn)酷暑,全力以赴地投入到火箭發(fā)射工作,他們將高溫凝練為干勁,用汗水澆灌出夢想,在實(shí)踐中不斷檢驗(yàn)自己的科研成果,遇到的挫折與失敗在火箭成功回收的那一刻都轉(zhuǎn)化為今后科研道路上的前進(jìn)力量。同時(shí),團(tuán)隊(duì)也將繼續(xù)秉持航天學(xué)院科教融合的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)理念,積極將固液混合發(fā)動機(jī)及探空火箭平臺融入實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)及各層次學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動中,全力服務(wù)于學(xué)校高質(zhì)量育人工作。