美國猶他州當(dāng)?shù)貢r間2022年8月10日，諾斯羅普·格魯曼公司（Northrop Grumman）在猶他州麥格納（MAGNA, Utah）慶祝了固體火箭發(fā)動機(jī)制造工廠的擴(kuò)建，該設(shè)施用以增加其石墨環(huán)氧發(fā)動機(jī)（Graphite Epoxy Motor，GEM）的產(chǎn)能。

此次基礎(chǔ)設(shè)施投資和固體火箭發(fā)動機(jī)產(chǎn)能的提升，將使諾斯羅普·格魯曼公司直徑63英寸石墨環(huán)氧發(fā)動機(jī)（GEM 63）固體火箭發(fā)動機(jī)和加長改進(jìn)型GEM extended length variation（GEM 63XL）的產(chǎn)能增至現(xiàn)有產(chǎn)能的三倍以上。就在猶他州當(dāng)?shù)貢r間今年6月8日，諾格公司從聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟（ULA）獲得了一份價值20億美元的多年合同，用以增加GEM 63和GEM 63XL固體火箭的產(chǎn)能，包括提高生產(chǎn)效率和增加生產(chǎn)設(shè)施。

擴(kuò)建工作將分多個階段進(jìn)行，預(yù)計到2025年新工廠將全面投入運營。除新建外，也在同時進(jìn)行現(xiàn)有功能區(qū)的現(xiàn)代化改造，包括購買尖端制造設(shè)備、工具和支持設(shè)備，以簡化流程，提升產(chǎn)能和產(chǎn)量。

GEM 63固體火箭發(fā)動機(jī)由諾格公司于2015年開始研制，用作“阿特拉斯5”（Atlas V）火箭的固體助推器，該發(fā)動機(jī)（包括噴嘴/整流罩等）總長792.2英寸（約20.12米），主體直徑63.2英寸（約1.61米），總質(zhì)量108,781磅（49.34噸），其中推進(jìn)劑質(zhì)量97,195磅（約44.09噸），結(jié)構(gòu)系數(shù)10.65%，采用傾斜三度的固定噴嘴，最大推力370,835磅（約168.21噸），推重比達(dá)到3.41，比沖279.06秒?！鞍⑻乩?”火箭最多配備5個助推器，提供總計約408.77噸的起飛推力。

GEM 63XL固體火箭發(fā)動機(jī)則是基于GEM 63加長改進(jìn)而來，直徑63.7英寸（約1.62米），總長865.3英尺（21.98米），總質(zhì)量116,920磅（53.03噸），其中推進(jìn)劑質(zhì)量105,497磅（47.85噸），結(jié)構(gòu)系數(shù)9.77%，采用傾斜三度的固定噴嘴，最大推力46,3249磅（210.13噸），推重比達(dá)到3.92，比沖280.3秒。相較于GEM 63固體火箭，GEM 63XL小幅增加了長度和總質(zhì)量，成為諾格生產(chǎn)的最長的整體式固體火箭發(fā)動機(jī)，比沖和結(jié)構(gòu)系數(shù)也有明顯提升，而推力提升幅度達(dá)到24.92%，可謂是小幅增大，力氣大增，效率還有提升。按照設(shè)計，“火神”火箭最多可捆綁6枚GEM 63XL固體火箭助推器，產(chǎn)生1260.78噸起飛推力。

總體而言，GEM 63固體火箭發(fā)動機(jī)體量較小、能量較大、效率較高。GEM 63尺寸和起飛質(zhì)量雖然都是小型固體火箭級別的，但是能量巨大，推重比達(dá)到了3.41，且擁有較高的推進(jìn)效率，其使用了由QDL-4、端羥基聚丁二烯（HTPB）聚合物、19%鋁組成的復(fù)合推進(jìn)劑，這是一種高能固體推進(jìn)劑，發(fā)動機(jī)比沖達(dá)到了279.06秒。GEM 63高效的另一方面表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)系數(shù)上，其這一指標(biāo)達(dá)到了10.65%，主要得益于其使用了由高強(qiáng)度石墨纖維和耐用環(huán)氧樹脂構(gòu)成的輕質(zhì)殼體。

到了GEM 63XL，在體量小幅提升的情況下，推力有了大幅增長，也帶動了推重比大增，同時還實現(xiàn)了比沖和結(jié)構(gòu)系數(shù)等效率指標(biāo)的上升，是放大優(yōu)化而來的型號，是GEM系列固體發(fā)動機(jī)最新最先進(jìn)的型號。固發(fā)已至，“火神”來遲，等等等！

作者：大白高國

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