中科宇航20kN发动机试车成功,推力强劲,助力中高轨卫星发射,彰显中国航天硬核实力。
9 月 1 日消息,近日,中科宇航自主研发的力擎四号上面级动力系统(PE-4)迎来关键进展——其核心组件20kN发动机在165所清水头试验区顺利完成试车考核。此次试验共进行10次点火,单次最短工作时间为2秒,最长达到650秒,燃烧效率经测算约为0.96,全面覆盖并满足了未来飞行任务的各项指标要求。这一成果标志着我国在上面级发动机可重复启动、长期在轨运行等关键技术领域迈出了坚实一步。
据官方披露,力擎四号上面级动力系统由中科宇航完全自主研制,具备低成本、高性能、多用途、可多次起动和长期在轨工作等突出优势。该系统专为力箭二号液体运载火箭的“三平一垂”发射模式设计,未来将广泛应用于中高轨卫星部署以及国家深空探测等重大航天任务。作为运载火箭进入空间末段的关键动力单元,上面级的性能直接决定了任务灵活性与轨道精度,因此此次试车成功具有重要战略意义。
值得关注的是,本次试车的20kN发动机采用了多项创新技术:针栓式喷注器提升了燃烧稳定性与节流能力;发动机短身部采用3D打印全不锈钢结构,显著提高了制造效率与结构可靠性;扩张段则创新性地使用低成本C/SiC陶瓷基复合材料,不仅大幅降低热防护需求,更使整机成本相较传统铌钨合金方案下降约50%,重量减轻10至15公斤。在长达650秒的连续工作中,发动机未出现频率突变现象,X、Y、Z三个方向的振动RMS最大值均低于20g,展现出优异的力学稳定性和燃烧控制能力。
此次试车不仅验证了发动机的基本性能,还对针栓喷注器的阻塞比、动量比等关键参数进行了扩展性考核,为后续优化提供了宝贵数据支撑。尤为值得一提的是,研制团队在国内首次实现了针栓式喷注器边区氧燃气液膜组合冷却技术的突破。这项技术能够在极端热负荷环境下有效保护喷注器边缘区域,极大提升发动机的可靠性与寿命,同时避免昂贵材料的过度使用,是实现“低成本、高性能”航天动力系统的重要路径。
从行业角度看,中科宇航此次成功试车,反映出中国商业航天企业在核心技术自研方面的快速成长。不同于以往依赖传统航天体系的技术路径,中科宇航正以更灵活、高效的方式推动液体火箭发动机的迭代升级。特别是在可多次起动、长时在轨、低成本制造等方面的技术积累,或将重塑未来中型运载火箭市场竞争格局。随着力箭二号等新型火箭逐步进入发射阶段,这类高性能上面级将成为执行高轨多星部署、月球探测辅助变轨等复杂任务的核心支撑。
总体来看,力擎四号上面级动力系统的试车成功,不仅是中科宇航技术能力的一次集中体现,更是我国商业航天迈向“深空能力”的重要信号。在国家鼓励商业航天发展的大背景下,此类兼具工程实用性与技术创新性的成果,正在为我国构建多层次、高弹性的航天运输体系注入强劲动力。