3月10日，大推力氫氧發(fā)動機完成520秒長程試車；3月21日，長征五號B遙四運載火箭最后一臺大推力氫氧發(fā)動機完成校準(zhǔn)試驗。3月以來，大推力氫氧發(fā)動機的消息不斷傳來，預(yù)示著長征五號系列火箭開工在即。
位于北京市西南方向云崗地區(qū)的航天科技集團六院101所是我國最大的液體火箭發(fā)動機試驗場區(qū)，大推力氫氧發(fā)動機在研制生產(chǎn)過程中，甚至是“臨戰(zhàn)”前，都要在這里進行試驗，以驗證其可靠性。
中國航天報記者來到101所，探訪我國迄今推力最強的大推力氫氧發(fā)動機YF-77的“淬火”之路。
鐵軌盡頭是一座高聳的鋼鐵塔架，“中國航天”的標(biāo)志懸掛正中間。塔架上半部分已經(jīng)銹跡斑駁，下半部分是兩扇經(jīng)過涂裝的大鐵門。鐵門向兩側(cè)緩緩打開，YF-77發(fā)動機的單機試車臺呈現(xiàn)眼前。
101所運載試驗技術(shù)事業(yè)部總經(jīng)理劉瑞敏回憶，這里最早是東風(fēng)二號導(dǎo)彈的全彈試驗臺，后來成為東風(fēng)系列導(dǎo)彈和長征系列火箭的動力系統(tǒng)試驗臺。再后來，隨著大推力氫氧發(fā)動機啟動研制，這里經(jīng)過一番改造，舊物利用，變身為YF-77的單機試車臺。
這座YF-77發(fā)動機試車臺是我國規(guī)模最大的氫氧發(fā)動機試驗臺，采用垂直塔架結(jié)構(gòu)，最大承載能力達160噸，液氫供應(yīng)能力達300立方米。今年3月份剛剛進行的兩次試車均在這里進行。
101所運載試驗技術(shù)事業(yè)部副主任王樹光介紹，在這座試車臺上，YF-77發(fā)動機要完成額定工況全程試驗、發(fā)動機長程可靠性鑒定試驗、發(fā)動機性能鑒定試驗、發(fā)動機雙向搖擺試驗及相關(guān)的研究性試驗等。
3月21日，長征五號B遙四運載火箭最后一臺大推力氫氧發(fā)動機完成校準(zhǔn)試驗。（央視截圖）
動力系統(tǒng)試驗后，就去首飛。
YF-77發(fā)動機在完成單機試驗考核驗證后，需要和長征五號系列運載火箭的芯一級一起，進行動力系統(tǒng)試驗，好比一次聯(lián)合演練。試驗場所也轉(zhuǎn)移到了不遠(yuǎn)處的動力系統(tǒng)試驗臺。
相較于之前的單機試車臺，動力系統(tǒng)試驗臺的規(guī)模更大，看起來也更加雄偉壯觀。動力系統(tǒng)試驗臺于2012年建成，建成后即成為我國目前唯一的火箭動力系統(tǒng)試驗臺，代表了我國運載火箭動力系統(tǒng)試驗臺最高水準(zhǔn)。
“通常來講，新型號的火箭在首飛之前，火箭的各個模塊都要進行1——2次動力系統(tǒng)試驗，相當(dāng)于對火箭芯級的整個動力系統(tǒng)模塊進行考核。”王樹光說。長征五號芯一級、芯二級、助推模塊的動力系統(tǒng)試驗均在這里完成。
雖然一型火箭進行動力系統(tǒng)試驗的次數(shù)屈指可數(shù)，但這項試驗對火箭而言至關(guān)重要，也是動力系統(tǒng)的“成人禮”。“經(jīng)歷過動力系統(tǒng)試驗后，我們就可以放心地送它到發(fā)射場，去執(zhí)行首飛任務(wù)了。”王樹光說。
YF-77發(fā)動機試車臺（趙聰 攝）
對于YF-77大推力氫氧發(fā)動機，有一個悲壯且勵志的故事。2017年7月，長征五號遙二運載火箭發(fā)射失利，故障定位到Y(jié)F-77發(fā)動機的氧渦輪泵。為了進一步找準(zhǔn)病根、鏟除病灶，發(fā)動機研制和試驗方面決定對氧渦輪泵開一次“小灶”。
隨后，101所對之前的一個試驗工位進行了改造，誕生了針對YF-77發(fā)動機氧渦輪泵的專用試車臺。這個試車臺專門承擔(dān)YF-77發(fā)動機氫氧燃發(fā)器與渦輪泵長程聯(lián)動試驗任務(wù)（簡稱長程泵聯(lián)試），為其“開小灶”。
記者在這座專用試車臺上看到了幾乎“全裸露”狀態(tài)的發(fā)動機，各種管路復(fù)雜排布、盤根錯節(jié)，發(fā)動機的內(nèi)部構(gòu)造以最原始的樣貌呈現(xiàn)在眼前。發(fā)動機被稱為火箭的心臟，渦輪泵又被稱為發(fā)動機的心臟。這座試驗臺要對長征五號系列運載火箭最核心的部位“單獨補課”。
這座試車臺上的一次次試驗，幫助試驗隊員鏟除了氧渦輪泵的病灶。隨后，長征五號遙三火箭成功復(fù)飛，這座專用試車臺功不可沒。
記者了解到，當(dāng)前，即便氧渦輪泵的病灶已經(jīng)鏟除，長征五號運載火箭也成功復(fù)飛，針對YF-77發(fā)動機氧渦輪泵的長程泵聯(lián)試試驗仍在進行，并且試驗已經(jīng)從50秒擴展到了750秒。50秒到750秒是一次躍升，YF-77大推力氫氧發(fā)動機氧渦輪泵的可靠性有了更具說服力的證明。
3月21日，試驗隊員正在進行發(fā)動機校準(zhǔn)試驗。（央視截圖）
當(dāng)前，大推力氫氧發(fā)動機仍要持續(xù)進行兩種試驗。
看看長征五號系列運載火箭的排班表，今年，它將兩次執(zhí)飛，由長征五號B火箭發(fā)射中國空間站的問天實驗艙和夢天實驗艙。
作為長征五號的心臟，大推力氫氧發(fā)動機YF-77無疑是天之驕子。任務(wù)量飽滿，試驗也不間斷。
王樹光介紹，當(dāng)前針對YF-77發(fā)動機進行的試驗主要有兩種。一種是時長為500秒量級的長程試車。試驗時間根據(jù)實際工作時長而定，需要覆蓋實際飛行時長，長征五號發(fā)射時，芯一級發(fā)動機工作時長均在500秒內(nèi)。
另一種是時長100秒的校準(zhǔn)試驗。通俗來講，就是一臺發(fā)動機在正式使用前，“先讓它在地上走兩步”，看看使用效果。“觀眾從電視上看到的每一臺點火的大推力氫氧發(fā)動機，其實都是在這邊點過火的。”
3月21日，長征五號B遙四運載火箭的大推力氫氧發(fā)動機完成校準(zhǔn)試驗后，交付給火箭總裝。不久，它將乘船抵達文昌清瀾港，為空間站夢天實驗艙上天助一把關(guān)鍵之力。
