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【年度清点】2024年国外液体推进手艺进展

发布时间:2025-04-11 16:19

  

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  8月,SpaceX试验了最新型的猛禽3(Raptor 3)策动机,该版本把室压提拔至35MPa,使得海平面推力达到269吨,而零件分量仅1525kg,算上箭体硬件正在内的总沉1720kg,使得其推沉比达到180以上。猛禽3极大简化了策动机设想,将很多流道转移至策动机壳体内,内化次级流道,提高了靠得住性和再入收受接管机能,还移除了隔热罩和消防系统,这使得猛禽3成为当下最具合作力的液氧甲烷策动机。

  1 月,结合发射联盟完成了火神半人马座火箭(Vulcan Centaur)的首飞。火箭的一级由2台蓝色发源公司BE-4液氧甲烷策动机供给动力,本次试飞也是BE-4策动机的首飞。火箭无效载荷有两个,一个是Astrobotic公司的逛隼(Peregrine)月球着陆器,它是NASA贸易月球无效载荷办事(CLPS)打算赞帮的首个使命,另一个是太空殡葬公司Celestis的Enterprise飞翔器。逛隼月球着陆器因推进剂贮箱泄露未达到月球概况,绕月球飞翔后正在地球大气层中施行了受控再入。

  7 月,新型阿丽亚娜6号火箭(Ariane 6)正在法属圭亚那进行了首飞。火箭的固体帮推器和改良的一级策动机Vulcain 2。1均一般工做,级Vinci策动机初次焚烧后,火箭成功入轨。但第二次焚烧时疑似APU提前封闭,仅工做22秒,级未达预期高度,APU也未能正在第三次焚烧前,使得第三次焚烧失败,级没能按打算受控离轨,两个再入前往尝试舱也没有分手,发射使命部门成功。

  2024年是液体推进范畴新手艺迸发之年,国表里部分和贸易航天均完成了大量手艺冲破,鞭策液体火箭策动机手艺不竭前进,部门先辈策动机已逐步从精雕细琢、个性化定制的艺术品改变为量产型工业品。本文清点2024年液体推进范畴的主要进展。

  8 月,航天局(DLR)正在兰波尔德豪森的欧洲研究取手艺试验台上测试了全新的泵压式液氧甲烷级原型策动机LUMEN。LUMEN策动机额定推力25kN,按模块化设想,开辟的次要目标是正在典型试验中测试策动机部件和组件的机能,包罗涡轮泵、燃烧室和阀门。为此,策动机没有进行出格的减沉或减体积设想,而着眼于可以或许完全测试每个组件的机能。此外,研究人员还成长了一套基于人工智能的策动机节制和健康监测方式,用于获得单个组件的寿命机能,为将来策动机的反复利用堆集经验。

  SpaceX公司的超沉-星舰火箭别离于2024年3月、10月、11月进行第3~6次发射试验,所有试飞火箭均成功发射,并完成一二级分手。若以保守非反复利用火箭发射使命尺度权衡,这四次试飞都称得上是成功。但做为可反复利用火箭来说,第三次试飞不算。正在此次飞翔中,星舰飞船和超沉帮推器成功分手后入轨,但再入时滚控失效导致解体,而超沉帮推器测验考试前往时6台策动机提前关机,触发AFTS解体。后续的发射环境则好良多,第四次试飞中星舰飞船和超沉帮推器均成功完成溅落试验,第五次试飞中星舰每次成功溅落,而超沉帮推器则完成了划时代的人类初次塔架收受接管试验,第六次试飞中二者又成功完成溅落。

  2月,曲觉机械公司(Intuitive Machines)成为首家登岸月球的贸易航天公司,这也是自1972年以来美国初次登月。其月球着陆器奥德修斯(Odysseus)由CLPS赞帮,虽然成功正在月球南极附近着陆,没能实现其预定功能。该着陆器手艺承继自原摩尔普斯打算,采用液氧甲烷轨姿控一体化系统,从策动机为深度变推VR-900策动机。这是液氧甲烷策动机初次正在深空焚烧,奠基了低温空间策动机使用的根本。

  10月,火神半人马座火箭完成第二次发射,该使命本来打算搭载逃梦者太空飞机的首飞使命,但因其耽搁,改为搭载一个1500kg的模仿载荷飞翔。发射后约37秒,此中一个固体策动机喷管零落,虽然固体策动机完成了90秒的额定工做时间,但由于推力不均衡,火箭发生轻细姿势非常,随后制导系统和从策动机额外工做大约20s,改正了火箭姿势,最终火箭仍成功入轨。

  为完成阿尔忒弥斯4号的月球登岸使命及后续使命,将更多无效载荷奉上月球,NASA正正在开辟机能更强大的SLS升级版——SLS Block 1B和Block 2。4月,L3Harris 旗下公司航空喷气·洛克达因完成了焦点级RS-25策动机的现代化和测试,升级了飞翔计较机以承受 SLS 固体火箭策动机的高温。此外,波音公司起头正在的NASA Michoud总拆厂出产SLS “摸索”级(Exploration Upper Stage),将配备4台RL10策动机。

  7 月,波音公司完成了NASA阿尔忒弥斯2号载人绕月使命的SLS火箭焦点级的最终分析功能测试和交付。波音取NASA密符合做,正在焦点级交付肯尼迪航天核心之前,对其推进系统、航电设备和全体机能进行了严酷评估。