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瀚海狼山:某方超级大火箭新发动机推力太大,可能让现有地面试车台一起飞上天!|2019-03-14

我们都知道,任何火工品在实用以前,都要进行充分的试验。子弹、炮弹、炸弹是火工品,大大小小的火箭同样是火工品。而航天发射用的固体或者液体大火箭,就是超级庞大的火工品。如何提前试验火箭发动机,过去的条件相当简陋,比如当年有关单位研发某载人飞船的逃逸塔火箭时,居然是简单的把逃逸塔火箭倒过来,找个远离城市的荒地埋到土里,然后点燃火箭,火焰往天上喷,燃烧十几秒后发现火箭工作正常,就算是过关了。不过这种实验条件实在过于简陋,除了能证明火箭发动机本身可以正常燃烧工作外,火箭的真实推力,震动稳定性等参数都无法取得。而且这种办法,只能用来试验推力在几十吨以内的中小型火箭发动机,而真正送卫星和飞船上天的,单个推力在百吨级到数百吨级的液体或者固体发动机,是无法如此试验的。因为这些火箭发动机体量巨大,除了发动机本身,还需要专门提供燃料和氧化剂的巨型储存罐和供应系统。

大火箭喷射出来的高压高温气流也需要冷却。巨型火箭试验时噪音极大,而且有可能产生次声波。因此必须远离人口稠密地区。为此,各航天大国都建设了专门的大火箭试车台。

 

在秦岭深处的深山里,有个叫抱龙峪的地方,经常会传出惊天动地的“轰鸣声”,这里就是亚洲规模最大的大火箭发动机试车台。这是当年大三线建设的项目之一。试车台就是大火箭发动机进行试验的大型平台。每型发动机在研制中、交付前必须在地面上先进行点火试验,看看其各部分和各系统是否协调、可靠。完成地面所有试验的大火箭才能组装进行上天的试飞。在实际的火箭发射中,发动机都会随火箭直接飞上天,但地面试车则是要把发动机固定住,火箭在地面喷射产生的巨大上升力,都必须让试验台限制住,不做大的移动。因此,大火箭试车台的主体都是庞大的钢结构。

    火箭试车台就是靠自身的巨大重量和与地面岩石的固定拉力,来人为的限制火箭发动机产生的巨大上升推力,并且可以对火箭的真实推力,震动和稳定性等参数进行全面的测定。

在试车台系统中,试车台体系不仅要和真实的火箭一样,为发动机提供燃料和各种配气,试车台上的数百个传感器还会精准地测出推力、温度、流量、转速等各个方面的参数,为火箭研发总体提供参考。在火箭试车前和试车中,火箭发动机下方的燃气通道会喷水降温,试车时大量烟雾腾起,其实是火箭的高速燃气和气化的几百吨水汽的混合气体。试车台上方的蓄水池可以储存大量的淡水,即满足试验降温,也可以压稳试验台本身。

过去某方的秦岭试车台,最大可满足500吨推力的液体大火箭进行地面试车。本来预计可以满足未来20年的试验使用。谁知道现在新一代大火箭的液体发动机推力指标越做越大。最大的已经到了660吨的级别。甚至额定500吨推力的发动机,实际上在海平面高度起飞时,真实的推力,已经是500吨推力的105%甚至110%。一旦这种超级发动机到最大试验标准500吨的现有试车台上试验,巨大的推力就可能超越试车台自身的重量和拉力,直接把整个试车台带的飞上天!到时候就不是一个搞笑场面,而是损失巨大的事情了。

而且现有试车台除了拉不住超级火箭发动机,也无法满足超级大火箭发动机的长程或者全程地面试车。也就是不能让大火箭全程燃烧几百秒,这样的地面试车严重不充分,就会为将来实际上天留下隐患。当然,越巨大的试车台,其造价也越大,最终非常惊人。不过要建造一流的世界级大火箭,成为航天超强,这点钱是绝对省不下的。 500吨以上级别的超级大火箭发动机,是未来巨型航天站、登月和登陆火星的必由之路,目前这类超级大火箭发动机马上就要组装成实物,而配套的试车台却没有跟上。一句话:快打钱!

 




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