□本報記者 廉穎婷

□本報通訊員 王思彤 陳旭 胡大慶

12月9日，捷龍三號固體運載火箭順利將14顆衛(wèi)星送入預定軌道。該型火箭是迄今我國以固體動力為主芯級起飛量級最重、運載能力最大、發(fā)射場適應能力最強的固體運載火箭。本次發(fā)射也是我國首次海上熱發(fā)射試驗取得圓滿成功。中國航天科技集團有限公司四院提供該系列火箭全部四級固體發(fā)動機、滾控發(fā)動機、壓力傳感器及自毀裝置等的研制。

此次首飛試驗全面考核了航天科技集團四院四級固體發(fā)動機技術方案的合理性和產(chǎn)品綜合質量的高可靠性，驗證了固體發(fā)動機針對海上熱發(fā)射等全新技術使用的強適應性，是我國全固體運載火箭研制歷程中的又一重大突破，對完善優(yōu)化我國運載火箭型譜、推動空間科學發(fā)展意義重大。

捷龍三號的首飛成功，是本年度國內(nèi)第3型以固體發(fā)動機為主動力的運載火箭首飛成功、世界范圍內(nèi)第4型全固體運載火箭首飛成功，此外，本年度以固體動力為助推動力的長征六號甲、太空發(fā)射系統(tǒng)（簡稱SLS）等兩型中、大型運載火箭也首飛成功，代表著固體動力在運載領域的“好用”優(yōu)勢不斷彰顯、主流地位不斷鞏固。

至此，由航天科技集團四院提供全部固體主動力、助推動力的運載火箭已有5型，其中有3位新成員均不負重托、不辱使命，實現(xiàn)了今年度內(nèi)首飛即勝。

發(fā)動機性能達到世界一流水平

近年來，快速進入空間能力和商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射市場的需求旺盛，采用固體動力的火箭構造相對簡單，具有可靠性高、履約周期短、發(fā)射場保障條件少等優(yōu)勢，可為衛(wèi)星客戶提供快速、可靠的發(fā)射服務，可以幫助客戶在較短時間內(nèi)驗證關鍵技術、證明研制能力、迅速形成商業(yè)閉環(huán)。

捷龍三號四級固體發(fā)動機采用了高性能輕質復合材料殼體、寬擺角全柔性擺動噴管等多項核心技術，綜合性能達到世界一流水平。火箭一級發(fā)動機是四院瞄準商業(yè)航天發(fā)射市場需求，研發(fā)的一型高性能纖維纏繞復合材料殼體整體式固體發(fā)動機。發(fā)動機直徑2.65米，裝藥量71噸，推力達到200噸，是目前國內(nèi)參加飛行試驗的裝藥量最多、推力最大的高性能復合材料整體式固體發(fā)動機。

為了最大限度貼合商業(yè)航天需求，四院研制團隊通過技術經(jīng)濟一體化手段多管齊下，充分考慮成本、效率因素，不斷在成熟發(fā)動機型號技術基礎上挖掘潛力和優(yōu)化提升，火箭二級發(fā)動機集成了產(chǎn)品化、組合化發(fā)展思想，采用了面向功能需求的噴管結構設計和大尺寸工藝關鍵技術；三級發(fā)動機通過大量仿真驗證分析，優(yōu)化了殼體材料；四級發(fā)動機通過對成熟發(fā)動機的迭代整合，有效提升了發(fā)動機的匹配度和適應性。

研制團隊以“短、平、快”的工作效率，達到了總體性能“好、快、省”的效果，在確?？煽啃缘耐瑫r，實現(xiàn)了設計成本可控，提高了發(fā)動機產(chǎn)品的綜合性能。

本次試驗是四院固體動力在運載領域第19次、本年度的第7次飛行試驗，均取得圓滿成功。

更大推力固體發(fā)動機迎接商業(yè)航天市場

面對未來數(shù)量龐大的星座衛(wèi)星發(fā)射，還需要更為強大的固體火箭型號。2021年10月19日，航天科技集團四院直徑3.5米、推力達500噸的整體式固體發(fā)動機試車成功，是目前世界上推力最大、可工程化應用的整體式固體火箭發(fā)動機。該發(fā)動機采用高性能纖維復合材料殼體、高裝填整體澆注成型燃燒室、超大尺寸噴管等多項先進技術。作為應用方向之一，該發(fā)動機后續(xù)將作為“捷龍四號”固體運載火箭一級發(fā)動機，迎接大規(guī)模星座組網(wǎng)發(fā)射需求。

整體打基礎，分段再提升。在發(fā)展整體式固體發(fā)動機的同時，航天科技集團四院在分段式發(fā)動機領域的攻關也從未停步。分段式發(fā)動機通過模塊化組合裝配，實現(xiàn)有限直徑內(nèi)更大裝藥、更大推力的技術需求，完美平衡了“性能需求”與“研制能力”的矛盾，是固體發(fā)動機推力走向更大、性能走向更強的必然。

目前，基于世界最大500噸推力整體式固體發(fā)動機，航天科技集團四院正在積極開展直徑3.5米多分段式發(fā)動機的研究，最大推力將達到千噸級，可為客戶提供規(guī)模更大、組合靈活、經(jīng)濟可靠的全方位發(fā)射服務，助力商業(yè)航天繁榮發(fā)展。

經(jīng)過多年的探索發(fā)展，航天科技集團四院運載領域固體火箭發(fā)動機已形成了直徑1.2米、2米、2.65米、3.5米，推力60t、120t、200噸、500噸、1000噸級的型譜化、系列化能力，為我國運載火箭發(fā)射的多樣性需求提供了更多的動力選擇。