50牛双组元发动机

近日，星河动力（北京）空间科技有限公司自主研发的300牛双组元发动机、50牛双组元发动机单机和300牛单组元发动机（备用方案）、50牛单组元发动机单机（备用方案）进行了地面热试车，均取得圆满成功！

300牛双组元发动机

300牛双组元发动机和50牛双组元发动机，是星河动力 “智神星一号”火箭芯二级辅助动力系统的动力装置，作用是为火箭芯二级提供姿态控制、推进剂沉底和末速修正。同时，300牛单组元发动机、50牛单组元发动机则作为这一动力系统的备用方案同时推进。

“智神星一号”（PALLAS-1）是星河动力推出的可重复使用中大型液体运载火箭，于2018年末启动立项研制。该火箭采用两级构型，芯一级直径3.35米，并联配备7台“苍穹”液氧煤油发动机，单台海平面推力50吨，海平面比冲265秒，真空推力60吨，真空比冲330秒；芯二级直径3.35米，配备1台“苍穹”发动机；同时，还可配备先进液体上面级，用于一箭多星、太空摆渡任务；该箭采用4.2米直径复合材料冯卡门整流罩，可提供最大直径3.8米、最大高度8米的载荷空间（尺寸与“长三乙”4.2米直径整流罩接近）。

“智神星一号”箭长49米，起飞质量251吨，起飞推力350吨，其近地轨道（LEO）运力5吨，700千米太阳同步轨道（SSO）运力3吨，在加装上面级的情况下700千米SSO运力可提升至6吨。同时，“智神星一号”还将发展采用CBC结构（三芯并联）的拓展捆绑结构，LEO运力可达14吨。

按照体量和运力来说，光杆“智神星”一号的“身高”、“腰围”、“力气”都与光杆“长八”比较接近，后者箭长48米，最大芯级直径3.35米，整流罩是“长三乙”同款的4.2米直径整流罩，其700千米SSO运力3吨。不过，实现相同的运力，光杆“智神星一号”比起光杆“长征八号”用了大得多的起飞质量和推力，后者起飞质量198吨，起飞推力240吨。之所以造成这一结果，是因为一方面“智神星一号”需要实现回收复用，另一方面是民营队在整体技术水平上与国家队还是有明显差距的。

按照设计，“智神星一号”火箭重复使用次数达到50次，其中作为主动力的“苍穹”发动机提供了关键支撑。“苍穹”是新型多次启动变推力燃气发生器循环液体火箭发动机，最小工况海平面推力10吨，变推工作时满足助推级垂直下降和软着陆回收要求，发动机具备多次重复使用和故障检测与隔离能力。每台发动机重复使用次数50次，具备±6°摇摆能力，发动机推重比达到大于120的水平。在设计中，“智神星一号”第一级在1台发动机停车（“Engine-out”）的情况下仍能正常运行，能适应更复杂的飞行工况。

“苍穹”于2019年启动研制，截至今年3月1日首次全系统试车已经取得圆满成功，标志着我国民营商业航天领域最大推力的液氧煤油发动机正式进入工程研制阶段（工程研制正样阶段）。按照科研项目的一般流程，在工程研制正样阶段完成后就会转入设计定型阶段，在这一阶段可以进行小批量应用。加上此次芯二级辅助动力系统的动力装置的成功热试车，“智神星一号”的动力系统的研制进展顺利，距离2023年初的首飞工作又近一步！

作者：大白高国

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