近日,星河动力航天在牛头山试车台,成功完成大型可重复使用液体运载火箭智神星二号主发动机——新一代百吨级CQ-90(苍穹-90)液氧/煤油发动机的130秒长程额定工况试车考核。试车全程运行平稳,各项性能指标均满足设计要求,试车取得圆满成功。至此,苍穹-90发动机已完成20余次研究性攻关试车,正式跨入可靠性验证试车阶段,向着工程化定型与飞行应用迈出决定性一步。

CQ-90:从50吨级到百吨级的跨越式跃进
CQ-90发动机是星河动力在已成功研制的苍穹-50(50吨级针栓式变推力发动机)基础上自主升级而来的百吨级力作。作为智神星一号运载火箭的主动力,CQ-50历经累计超过23000秒热试车考核,充分验证了针栓式喷注、深度变推控制、多次起动等核心关键技术,智神星一号已于今年9月1日成功首飞,进一步证明了该技术谱系的成熟可靠。基于这一坚实基底,CQ-90的研制有效避免了从零起步的重复性验证,实现了设计—仿真—试验的快速迭代闭环,从方案设计到首次全尺寸热试车仅用时不到8个月,研制效率较传统模式提升数倍,充分彰显了技术继承与创新协同带来的工程加速度。
本次试车是对发动机在额定工况下持续工作能力的一次全面检验。试车过程中,发动机按照预定程序起动,主级工况燃烧稳定,推力、流量、压力等核心参数符合设计要求,涡轮泵、推力室、阀门系统等关键组件工作状态良好,热环境、振动特性均控制在设计裕度范围内。本次试车严格按照试验大纲完成全部预设科目,发动机起动冲击、稳态精度、关机特性等关键指标均达到预期目标,充分验证了系统匹配性、组件工作可靠性与长时间热环境适应性。
自主攻关,全面突破针栓式深度变推发动机技术
星河动力坚持核心技术自主可控,在CQ-90上集成了多项完全自主创新的尖端成果:
简洁高效、冗余式发动机系统设计,减少了发动机连接接口,提高了产品工作可靠性;
泵后摆总体布局,发动机具备±6°双向摇摆能力,大幅减小伺服机构包络和力矩需求,结构更紧凑;
新型高性能可调针栓喷注器,实现推力室燃烧效率超过97%,达到国内同类发动机先进水平;
同轴分体式双级高速涡轮泵与分级喷注燃气发生器,确保全工况稳定工作;
推力室燃温较高部段的全3D打印铜合金设计,缩短了生产周期,增加了换热效果;
全机90%以上部组件采用3D打印制造,大幅缩短生产周期,降低制造成本,提升产品一致性。
核心性能指标与国际对标,深度变推能力突出
苍穹-90发动机采用燃气发生器循环,海平面推力30吨-120吨;海平面比冲不低于282秒,推重比超过150。其最突出的优势在于大范围深度变推能力——推力调节范围达30%~120%,可在120吨至30吨级之间精准调节,完美适配火箭上升段推力要求和回收着陆段减速需求,为智神星二号子级垂直回收和重复使用提供核心动力保障。
此外,发动机具备多次起动(≥3次)能力,满足火箭一子级返航、点火制动、着陆全流程多次起动需求,是可重复使用架构的“心脏”所在。
智神星二号:面向星座组网的大型可重复使用火箭
智神星二号是星河动力航天为满足大规模互联网卫星星座组网发射需求而研制的新一代大型液体可重复使用运载火箭。火箭直径4.5米,采用模块化通用设计,包含基本型和CBC捆绑两种构型:基本型起飞质量约781吨,起飞推力约910吨,低轨运力20吨;CBC构型起飞质量约1950吨,低轨运力达58吨。全箭主动力由9台CQ-90发动机并联提供,其回收复用能力将大幅降低发射成本。

后续,研制团队将严格遵循航天产品研制规范,系统开展多轮次、多工况的可靠性考核试车,重点验证发动机在长程工作、工况调节、极端边界条件下的可靠性裕度与环境适应性,持续优化工艺一致性与可制造性,稳步推动工程化定型,为智神星二号大型可重复使用运载火箭的首飞提供可靠的技术支撑。



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