太原的风,似乎总比别处硬一些。它不声张,贴着地表走,把塔架下的草吹得往一个方向倒。
2026年7月4日,长征六号改运载火箭第25次矗立在太原卫星发射中心。点火,起飞,成功。100台,应用在长六改火箭助推上的,中国航天科技集团有限公司四院研制的2米两段式固体发动机全部飞行成功。
“百”,是一个具有仪式感的节点。固体发动机的工作每次都是这样——安静、沉默,然后爆发。

7月4日,长六改火箭第25次成功发射。四院研制的第97至100台固体助推发动机全部正常工作,达到累计100台工作里程碑。
走上一条“不得已而为之”的必经之路
长六改火箭固液捆绑,它的助推选择了固体发动机。发动机的工作时间很短,大概2分钟,却决定了这枚火箭能不能度过艰难的起飞时刻。
如今,100台固体发动机成功飞天。四院41所的陆贺建经历了该型发动机全部研制和应用历程。7月4日任务成功的那天,他说他感觉很“踏实”。
2012年,四院正式启动固体助推发动机的方案论证。分段式固体发动机总设计师提出:“固体发动机要真正运用到宇航运载领域,必须要达到更大推力才行。”
固体发动机的动力源头在药柱,动力要强,药柱的直径、长度都要往上升。哪怕不考虑药柱浇注固化设备的热处理能力,又长又粗的药柱也会卡在公路或者铁路运输这个环节,运不到发射场。
“如果能整体浇注、整体运输、整体装配,谁也不想分段做。”陆贺建说。
所以,从现实角度来看,做分段式固体发动机是“不得已而为之”,也是必须走通的道路。这条路,方向很对,走起来却很不容易。
固体发动机的分段对接极为重要,一旦分段之间的连接出现问题,燃烧就会不均匀,甚至可能有爆炸的风险。然而,虽然看得到固体发动机清晰的发展方向,但当时国内固体发动机分段对接技术没有任何可以借鉴的经验,国外公开可以查到的基本只有一张简图,一段综述或者一个公式。
几年时间,团队成员几乎翻阅了能查到的所有相关资料,做了大量的仿真演算,与国内顶级专家、高校老师和研制队伍反复探讨,最终才制定了有效的技术路线和验证方法。
2010年,四院完成了直径1米2分段对接固体助推演示验证发动机地面热试车。同年,长六改火箭正式启动方案论证工作,确定采用固液捆绑的总体思路。2012年,四院正式启动固体助推发动机的方案论证。2016年,直径2米2分段固体火箭助推发动机全尺寸工程样机地面热试车圆满成功。
长六改火箭所需要的固体助推发动机,有了。

陆贺建在与团队成员讨论,坚持不放过任何细节。
分段式固体发动机“闯三关”
1986年1月28日,航天飞机“挑战者”号起飞后爆炸,给全世界留下了一道阴影。这起事故的直接原因,便是分段式固体发动机要闯的第一关——密封、传力、绝热。
对于分段式发动机来说,拼接面既要贴得住不漏气、又要扛得住推力往上传、还要绝热层不被烧穿,谈何容易。
在四院最初的设计图纸上,密封槽是平直的,但在冷流试验中失败了。后来,燃烧室设计师创新地提出了异型自热密封绝热结构设计方案,能够让高温燃气在流经时产生一种自压紧的效应。这种异型密封,后来成了四院分段式发动机的灵魂。
这个异型密封结构,在即将要闯的第二关——燃烧的稳定性,也发挥着作用。
整体式固体发动机点火后,燃气从头部往喷管走,相当于在一个光滑的长管道里吹风,流场相对规整。而对于分段式发动机,切了一刀、甚至几刀之后,都会出现对接缝之间的凹槽、前段药柱烧完的空腔等问题,影响燃烧的稳定性。
分段式固体发动机的异型密封结构,除了保证“贴得紧”以外,还能够让燃气在段间撞得别那么“狠”。当然,除此以外,四院还应用了点火–燃烧全过程流场匹配预示方法,保证药柱燃烧的稳定性。
第三关,在制造上。图纸画得再美,做不出来也是白搭。这台发动机,不仅要造得出,还得能“捆得牢、摆得动、分得开”。
发动机重心极难把控,要在发射场上把它精准“绑”到芯级上;发动机背着国内最大的柔性喷管扭动调姿,但是冬日零下20℃的太原,橡胶一冻就硬,得让它照样扭得动;发动机筒段里全是药,插不进去,主传力点直接做在固体发动机筒段上,捆绑装置要扛更大变形补偿……
“这些问题我们都一一解决了。但是在分段对接的过程中,我们也有过纠结。”陆贺建表示,起初该发动机段间对接采用立式对接,但初期因缺乏专用设备,采用吊车立式对接,易导致密封圈损伤且存在高空作业安全风险。于是团队改为卧式对接,很快发现尽管卧式对接精度高、易操作,但由于发动机自重太大,壳体易形变,而后期矫正恢复工期又长,这与固体发动机方便易用的理念相悖。
“如今,团队又改回了立式对接,并且应用了新研的专用立式对接系统,解决了同轴性与安全性问题,可以说非常适应高密度发射节奏。”陆贺建说。

四院自主研制的长六改火箭分段式固体助推发动机。
“遗忘”的背后是“标准”
第一台的成功靠灵感,第一百台的成功靠的是“遗忘”。
固体发动机一旦点火,就没有后悔药。如果四台发动机的推力稍有不同步,火箭就会失控。于是在发动机研制现场,大家对一个词非常熟悉:“四同”,即同批原材料,同批制造,同时测试,同时交付。4台助推发动机的研制过程好比四胞胎成长,必须像从一个模子里刻出来的,甚至连制造过程所有工艺参数都几乎一致。
为了这份“同步”,陆贺建和他的同事们,把内弹道的偏差模型计算了成千上万次。他们试图穷尽所有可能的坏情况:温度低1摄氏度会怎样?原料密度差一丝会怎样?最终,这些复杂的数学运算,凝结成了一本卷了边的手写工作本。
“我们觉得要记的东西很多,前段时间已经换了一个更厚一点的本子。”这个本子,陆贺建用的比较多。
过去,面对极端天气,工程师们还需要凭经验去“摸”温度;如今,针对低温环境的适应性改进早已固化进工艺流程,即便是零下20摄氏度的太原冬夜,发动机也能坦然伫立在塔架上。
25次飞行,100台发动机,在太空中均留下了完美的轨迹。这背后是成千上万次被纠正的微小偏差,是无数个被填平的隐患。
“遗忘”之后,心态空杯,标准确立。
在四院的展厅里,还陈列着早期固体发动机的残骸。粗糙、黑色、带着烧灼痕迹。它不反光,不精致,沉默地展示一种工业美学。
从下定决心掌握分段技术,到今天百台入轨,这条路走得艰辛。而对于四院研制团队来说,一百台的前方,是二百台、三百台乃至更多,是3.5米直径、千吨级推力的下一代分段发动机,那是未来火箭的基石。但对于今天而言,他们更愿意把目光收回来,看着塔架下那株被风吹弯了腰却又挺直的草。
陆贺建说他很踏实,不是任务成功松了一口气,而是他觉得,这型发动机在这样一个节点上,可以说已经从实验品变成了批量化产品了。
风还在吹,但一切如常。百台过后,还有沉默,还有爆发。

研制团队在检查产品情况,确保飞行圆满成功。



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