2019-07-04
“冰箭”能“跑长途”啦!怎么做到的?

  高崇芮科技日报记者付毅飞

  记者 3 日从中国航天科技集团一院获悉,该院近日在“低温奔驰线线上亚洲第一推进剂蒸发量控制技术”上取得突破。这项技术可以使我国低温火箭在轨时间延长到 30 天,为我国深空探测以及远距离空间运输提供了可行条件。

  低温火箭又叫“冰箭”,它采用的液氢、液氧等低温化学推进剂无毒、无污染,经济实惠、效率高,因此在国内外运载火箭和上面级都得到了广泛应用。我国长征五号、长征七号运载火箭等都属于低温火箭。不过,目前国内外低温火箭在轨时间大多只能维持在几十分钟到几小时,如何延长其在轨时间,一直是困扰航天设计师的难题。

  一院技术团队成员张少华介绍,制约低温火箭在轨时间的主要因素是推进剂的蒸发损失。我们都知道,常压下液氢为-253°C,液氧为-183°C。低温火箭长时间在轨飞行,会面临严酷的热环境,低温推进剂受热会大量蒸发,影响燃料供给,制约在轨任务的时间。就好比汽车油箱如果不断漏油,必然影响其续航里程。

  另外,火箭在飞行时,每隔一段时间就要向外排气,维持贮箱压力不超限。但在太空微重力环境下,气体和液体低温推进剂交织在一起,难以分离,排气时也有大量液体推进剂夹带在气体中被排出贮箱,造成推进剂损失。

  而一院力求通过使用两种先进材料和一种排气方案,解决上述问题。

  张少华说,一院研制的“新型聚氨酯泡沫隔热材料”相比传统泡沫材料,隔热能力在低温条件下可提升超过 50%;“变密度多层隔热材料”,相比普通多层隔热材料隔热能力提升了 18% 以上。我国现役火箭低温推进剂的蒸发量是每天 2.5% 以上,如果用上这两种新隔热材料,每天的推进剂蒸发量可以减至 0.5%。

  同时,一院研究的“热力学排气方案”,能够在实现有效排气的情况下,尽可能减少推进剂的损失。

  据悉,“低温推进剂蒸发量控制”技术已通过大型地面试验验证,确认方案正确可行。

  来源:科技日报 文中图片由本文作者提供
  编辑:朱丽
  审核:王小龙