力擎四号上面级动力系统20kN发动机试车成功,验证高性能低成本设计
近日,中科宇航宣布,其研制的力擎四号上面级动力系统(PE-4)中20kN推力发动机在165所清水头试验区顺利完成试车验证。本次试验共完成10次点火,单次最短工作时间为2秒,最长达到650秒,燃烧效率计算值约为0.96,全面满足飞行任务的各项指标要求。
据官方介绍,力擎四号上面级动力系统具备高性价比、高性能、多用途等特点,支持多次启动和长期在轨运行,适用于力箭二号液体运载火箭的三平一垂发射模式,可广泛应用于中高轨卫星发射及国家深空探测任务。
本次试验的20kN发动机采用了针栓式喷注器设计,结构上使用了3D打印全不锈钢短身部方案,扩张段则采用低成本C/SiC陶瓷基复合材料制造。与传统的铌钨合金结构相比,该发动机成本降低约50%,重量减轻10至15公斤。在650秒的长时间试车过程中,发动机工作稳定,未出现异常频率响应,X、Y、Z三个方向的时域RMS最大值均低于20g,表现出良好的燃烧稳定性和高效性能。
此次试车还对针栓式喷注器的关键参数,如阻塞比和动量比进行了扩展考核,为后续优化设计提供了重要数据支持。同时,研制团队在国内首次实现了针栓式喷注器边区氧燃气液膜组合冷却技术的突破,为实现高性能、低成本的发动机研制提供了坚实基础。