我国自主研发针栓式火箭发动机完成长程试车 商业航天动力技术取得重大突破

问题:发射成本与可靠性约束商业航天规模化发展。

随着卫星互联网、遥感应用和空间科学任务增多,运载能力与发射频次需求上升,如何在确保安全可靠的前提下降低单次发射成本,成为商业航天发展的核心命题。

可回收、可重复使用运载火箭被普遍视为有效路径,而发动机作为火箭的“心脏”,既决定入轨能力,也直接影响回收着陆、重复点火、维护周转等关键环节。

原因:复用对发动机提出“长时间、多工况、可调推力”的更高要求。

火箭一级在上升段需长时间稳定工作,回收阶段则往往需要推力调节与多次点火以完成减速、悬停或精准控制。

传统喷注与燃烧组织方案在加工复杂度、成本控制、工况适应性等方面各有难点。

选择更易实现推力调节、结构更简、制造更可控的技术路线,有助于提高复用适配性并降低全寿命成本。

影响:长程试车相当于对“飞行主过程”的地面复现,意义在于验证可靠性边界。

中科宇航介绍,“力擎二号”近期完成长程试车,累计点火3次,其中两次约200秒、一次约20秒,总计420秒。

业内指出,约200秒与多型火箭一级发动机典型工作时长接近,此类试验能够在地面集中暴露燃烧稳定性、热负荷承受能力、推进剂供应匹配、控制系统响应等问题,为后续工程化定型提供数据支撑。

对商业火箭而言,发动机成熟度提升将带动整箭可靠性与发射组织效率提升,进而增强市场竞争力。

对策:以针栓式喷注为核心优化燃烧组织,兼顾推力调节与制造可控性。

据介绍,“力擎二号”采用针栓式喷注器方案,通过位于喷注核心区域的结构实现推进剂喷射与混合的调控,可在较大范围内实现推力调节,满足不同飞行阶段对推力的需求。

同时,针栓式喷注结构相对简化,对加工与材料适配提出的要求更易标准化,有利于控制生产成本与批量一致性。

另有业内分析认为,在复用场景下,发动机不仅要“推得动”,更要“耐得住、修得快、周转短”,结构简化与可维护性提升将直接影响复用经济性。

前景:面向可回收火箭主发动机应用,发动机产业化能力将成为竞争焦点。

按计划,“力擎二号”将作为力箭二号回收构型的主发动机,并服务于力箭二号重型运载火箭相关任务。

随着国内商业航天向高密度发射与规模化制造迈进,发动机需要在可靠性、成本、交付周期之间取得更优平衡。

下一阶段,围绕多次点火、推力深度调节、寿命评估与快速检修等复用关键指标,仍需通过更复杂工况与更高频次试验持续验证,并与整箭回收控制、着陆支撑系统等形成系统工程联动。

可以预期,若相关技术路线实现稳定工程化,将为我国商业航天提供更具价格竞争力的动力方案,推动运载服务从“单次任务”向“高周转服务”加速演进。

火箭发动机的每一次技术突破,都代表着我国航天产业向更高效、更经济方向迈进的坚实步伐。

力擎二号的成功完成长程试车,不仅验证了针栓式喷注器设计的先进性,更为我国商业航天的可持续发展提供了有力支撑。

随着这一发动机在后续任务中的应用,我国有望进一步降低航天发射成本,加快推进商业航天产业的创新发展,在全球航天竞争中占据更加有利的位置。