2020/11/11 用匠心坚守初心,空天引擎研发团队再传捷报!

△AY-1A发生器试车

近期,西安空天引擎2吨级可重复使用液氧煤油变推力发动机“炎驭一号甲” (AY-1A)燃气发生器试车取得圆满成功!这标志着我公司研制生产的燃气发生器其卓越的变推力调节能力已经达到了世界领先水平,为后续“炎驭一号甲”液氧煤油发动机整机试车成功奠定了坚实基础。

 

△AY-1A发生器试车视频

本轮共进行了8次点火试验,包括不同工况点火、额定工况长程试验、调节试验等。各项试验结果表明,我公司研制生产的大变比燃气发生器点火顺利,高、低工况工作稳定,在宽泛的混合比下可正常工作,能满足发动机3:1的推力变比要求,验证的流量变化范围超过了4:1。

常规燃气发生器的功能是产生驱动涡轮的工质,进而通过泵给氧化剂和燃料增压,保证燃烧室在适当的压力下工作,产生推力。“炎驭一号甲”发动机大变比发生器除了给涡轮提供工质,还是变推力的发动者,是实现发动机变推力最为核心的组件,通过调节发生器燃气流量,进而达到发动机推力调节的目的,具有“四两拔千斤”的效果。

该发生器采用了针栓式喷注器、新型点火方案等诸多关键技术:

1)创新的发动机系统推力调节技术。传统的变推力发动机至少需要在氧化剂路和燃料路上各设置一个调节器,才能实现大范围变工况。通过系统优化,“炎驭一号甲”发动机燃气发生器是发动机上唯一的推力调节元件,从而简化了系统,提高了发动机的整体工作可靠性。

2)大变比针栓式喷注富燃燃烧技术。“炎驭一号甲”在国内率先将大变比针栓式喷注器应用于发生器中,喷注器身兼三职:组织不同工况下的燃烧、组织发生器自身冷却以及调节流量,特别是采用创新的喷注器方案,成功地解决了高、低工况燃烧匹配的技术难题,攻克了传统方案发生器流量变比过小这一技术难题。经过2019年的针栓推力室验证和本次燃气发生器验证,充分考核了两个针栓喷注热部件的可靠性,使得“炎驭一号甲”是国内唯一采用双针栓方案的液体火箭发动机,基于针栓稳定、可靠、低成本的特点,使得“炎驭一号甲”的系统稳定性、性价比具有极高优势。

3)创新的点火技术。液氧煤油是非自燃推进剂组合,通常需要借助于外部介质实现发生器的点火,如火药点火器、自燃点火剂等,这增加了发动机系统的复杂程度,并会制约发生器的点火次数。“炎驭一号甲”发生器采用创新的点火方案,经多次点火表明,这种点火方案在不同工况下点火可靠,并具备多次点火的能力。

 

 △AY-1A发动机

“炎驭一号甲”是一款开式循环液氧/煤油发动机,具有控制系统轻便等特点,可单机使用,也可多机并联。可用于小型火箭主动力、小型运载器的上面级动力,还可用于月球或火星探测器的软着陆动力系统。

发动机主要参数:

地面推力:21 kN(2吨级);

地面比冲:268s;

真空比冲:310s;

推力变比:3:1;

起动次数:≮4次;

工作时间:500s。

 

 

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