固體火箭好研發嗎（500噸級固體火箭有多重要）

2023-09-21 06:39:54

10月19日，中國航天又迎來重磅新消息！由中國航天科技集團第四研究院（航天動力技術研究院）自主研製的目前世界上推力最大、可工程化應用的500噸級整體式固體火箭發動機試車成功，標誌著我國固體火箭發動機迎來重大突破[1]。

該發動機的試驗成功，標誌著我國固體運載能力實現大幅提升，為我國運載火箭型譜發展提供了更多的動力選擇，對推動未來大型、重型運載火箭技術的發展具有重要意義[1]。

我國目前在役的大型火箭就只有「長徵五號」系列，該火箭的助推器直徑為3.35米，與上述固體發動機尺寸接近，如此一來在「長五」未來的型號發展過程中，500噸級固體發動機將會是一個重要選擇，配備2臺500噸級固體助推的「長五」總計將能輸出1100噸的推力，能提供與當前4助推的「長五」接近的近地運力。不過，需要指出的是，當前測試的500噸級整體式固體火箭發動機裝藥量150噸，只測試燃燒了115秒，如果要滿足「長五」的運力需求要達到150秒的目標燃燒時間，甚至還需研發分段發動機。

「長徵五號B」遙二

目前，基於500噸推力整體式固體發動機，航天動力技術研究院已經在開展直徑3.5米級分段發動機的研究，發動機分5段，最大推力將達到千噸級以上，可應用於大型、重型運載火箭固體助推器中，以滿足我國空間裝備、載人登月、深空探索等航天活動對於運載工具的不同發展需求。

未來，500噸級分段發動機逐漸成熟的基礎上，我國正在規劃的921火箭（CZ-5DY）、「長徵九號」等重型火箭也將能夠發展包含固體助推器的構型，比如在921的芯級捆綁2枚500噸級分段發動機固體助推，將能比採用CBC構型的921提高200噸的起飛推力，如果在2011版「長九」芯級捆綁4枚500噸級分段發動機固體助推，其起飛推力將能達到與「長九」基本型一致的水平，同時體積要小得多。

921示意圖（圖片源自微博@無盡碗蓮）

此外，還可研發基於500噸級分段發動機的新火箭，比如光杆固體火箭，起飛推力達到1000噸，接近「長五」基本型，想起來都有點不可思議。而如果給「長五」芯級捆綁2枚500噸級分段發動機，起飛推力將能達到2100噸，達到921火箭78％的水平。如此看來，500噸級整體式固體火箭發動機的試車成功為中國固體火箭提供了強大的基礎技術，將為運載火箭構型帶來具有決定意義的新選擇。

「長徵五號」基本型

此次成功試車的500噸級整體式固體火箭發動機，採用高性能纖維複合材料殼體、高裝填整體澆注成型燃燒室、超大尺寸噴管等多項先進技術，發動機綜合性能達到世界領先水平，意即在綜合性能方面已經達到世界最高水平[1]。在所有已經成功試車的主要火箭發動機當中，直徑3.5米500噸級整體式固體火箭發動機首次站在了世界同類火箭發動機的最前沿，是中國固體火箭發動機的標誌性成就。

總體而言，直徑3.5米500噸級整體式固體火箭發動機將推動航天運力前進一大步，為中國運載火箭構型帶來了具有決定意義的新選擇，為中國航天事業的深入發展取得了關鍵突破。同時，在我國已試車的主要火箭發動機當中，500噸級整體式固體火箭發動機的綜合技術水平首次站在了世界最前沿，是我國航天技術取得的新的局部領先，將加快我國成為航天強國的步伐。如此看來，500噸級整體式固體火箭發動機的誕生，其意義不亞於500噸級液氧煤油發動機，甚至在某些方面是超越後者的存在。

作者：大白高國

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參考資料

[1] 部分引用航天科技集團官方發布https://mp.weixin.qq.com/s/O0huFvFEqBUJd-vQV0nYNA