硬科技 | 新一代航天动力诞生记

近日，我国科技领域分量最重的最高科学技术奖获奖名单出炉，航天六院自主研发的120吨级高压补燃循环液氧煤油发动机荣获国家科学技术进步一等奖。（详情请戳：点赞 | 国家科学技术奖揭晓，科技新花在航天基地绽放）

今天

我们走近国家科学技术奖

探访新一代航天动力诞生历程

液氧煤油发动机研制成功，使我国成为世界上第二个掌握液氧煤油发动机核心及关键技术的国家，显著提升了我国进出空间的能力，是我国由航天大国迈向航天强国的重要标志。

发动机的推力有多大，航天的舞台就有多大。 

伴随着我国新一代运载火箭长征五号、长征六号、长征七号的完美首飞，中国航天已经有了向深空进军的最重要物质基础。推举这三型火箭升空的正是120吨级高压补燃循环液氧煤油发动机，它代表着我国运载火箭发动机的最高水平，是新一代航天动力。

在该型号发动机研制过程中，中国航天科技集团公司第六研究院（航天六院）科研人员坚持10余年技术攻关，经历了无数次失败与挫折，突破了近80项设计、制造、试验技术，带动了我国50余种新材料的研制。

怀揣梦想执着探索

研制无毒、无污染、高性能、绿色环保的新型大推力液体火箭发动机，并在重大航天工程上使用，是人类探索深空的需求，也是世界各航天大国梦寐以求的目标。

发动机是火箭和航天器的“心脏”。运载火箭的绿色环保，归根到底是火箭动力的绿色环保。早在上世纪80年代中后期，我国著名火箭发动机专家、时任067基地（航天六院的前身）主任的张贵田，就率先提出中国要发展绿色环保液体火箭发动机。

作为中国航天液体动力事业的开拓者和技术带头人之一，张贵田敏锐地捕捉到发展绿色环保的火箭动力的广阔前景，并提出了要研制液氧烃类发动机的设想。

用液氧烃作为推进剂，只是一个宏观的概念。烃类家族中产品种类很多，常用的有甲烷、丙烷、煤油等，到底选哪一种呢？航天六院组织研究人员一方面进行理论分析研究，另一方面对这些推进剂进行了多次试验，取得大量试验数据，使科研人员对未来大型运载火箭和天地往返运输系统采用何种推进剂以及各种推进剂的优缺点加深了认识。经过反复比较，液氧煤油作为推进剂越来越清晰地进入了他们的视线。

就这样，怀着研制绿色环保液氧煤油发动机的梦想，科研人员开始了艰难而执着的探索。

质疑声中坚定上路

当时，液氧煤油发动机的研制犹如攀登世界航天动力领域的“珠穆朗玛峰”。液氧煤油发动机采用的推进剂和循环方式不仅与常规发动机完全不同，而且在最高压力、涡轮功率、推进剂流量等设计参数上，也比常规发动机高出数倍。这就要求科研人员在结构设计、材料、工艺、试验等诸多方面必须采用一系列先进技术，大大增加了发动机研制的难度。

突破这些关键技术，不仅是对航天六院几十年来液体火箭发动机已有认知的创新实践，也是对未知领域的大胆探索。当航天六院将液氧煤油发动机作为未来发展方向时，曾遭到一片质疑，国外权威专家认为：“即使你们能把发动机设计出来，也无法制造出来。”

在外界的质疑与担忧中，张贵田却更加坚定了一定要研制出液氧煤油发动机的信心与决心：“这一火箭新动力的研制利国利民，它是一项可以使我国快速跨入世界航天强国的大工程，我们没有理由不坚持。”

在张贵田的力主之下，航天六院迎难而上，组建了一支由老中青科研人员组成的液氧煤油发动机研制团队，开始了艰苦卓绝的攻关。面对前所未有的新技术、国内鲜有的新材料、无从借鉴的新工艺，科研人员向一个个难关发起了挑战。

经过持续攻关，航天六院先后完成了液氧煤油发动机总体方案论证，开展了对富氧燃气发生器、主涡轮泵关键技术和主要阀门技术的研究探索，攻克了液氧煤油发动机燃气发生器—涡轮泵联动试验等一系列关键技术，并于2000年通过了国家的正式立项。从此，液氧煤油发动机的研究攻关工作步入正轨，研制团队的信心更足了。

拨开迷雾见彩虹

正式立项后，随着研制进程的深入，液氧煤油发动机所面临的一系列新的技术难题特别是整机试验的难关接踵而至。 

2001年，液氧煤油发动机先后进行了4次整机试车，全部失败。在这个难关面前，每个设计员都发挥了自己最大的聪明才智，千方百计地收集资料，提出新方案，不断修正起动仿真模型，优化起动程序。经过半年努力攻关，团队终于完成了50多页的设计报告，提出了发动机新的起动方案和起动程序。

▲ 2002年5月，液氧煤油发动机整机试车成功。液氧煤油发动机跨过了起动难关，研制工作从此迈开了大步。 

▲ 2006年7月，液氧煤油发动机首次长程试车圆满成功。

▲ 2007年，液氧煤油发动机首次突破万秒试车大关。 

▲ 2008年，液氧煤油发动机首次飞行状态试车圆满成功。 

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▲2012年，120吨级液氧煤油发动机专项研制正式通过验收。

一支奉献的团队

航天六院液氧煤油发动机研制团队中，既有耄耋之年仍然奋斗在科研一线的老科学家，又有一大批怀揣梦想、敬业奉献的中青年技术骨干。他们时刻不忘责任和使命，用智慧和力量创造奇迹，用心血和汗水浇灌了中国航天液体动力的一方沃土。

2014年，航天六院液氧煤油发动机研制团队荣获中国航天科技集团首届“最美航天人”称号。2016年，团队荣获“全国科技工业十大创新人物（团队）”。 

“这支团队意志坚如钢，心中一团火，倾力铸神箭，勇为先行官，朴实又沉稳，甘当铺路石。”航天六院党委书记黄亮说，“在液氧煤油发动机研制过程中，这支研制团队所表现出的品格，如同他们所研制的液氧煤油发动机一样令人惊叹。”

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