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箭元科技:全尺寸不锈钢火箭一子级静态点火圆满成功

求是

近期,北京箭元科技有限责任公司(以下简称“箭元科技”)在安徽蚌埠试验基地进行了三次全尺寸不锈钢火箭XZH-1 D1一子级静态点火试验,试验均取得圆满成功。

试验产品采用全尺寸4.2米薄壁不锈钢贮箱及结构,配套一台龙云(LY-70)70吨级液氧methane发动机。第一次点火试验状态为工艺匹配,第二次点火试验状态为两次起动,第三次点火试验状态为低液位起动,覆盖亚轨道飞行及溅落回收剖面。

此次箭元科技进行的一子级静态点火试验为国内中大型液体运载火箭采用“不锈钢+液氧methane”方案的首次实战,标志着不锈钢材料在火箭工程化应用上取得重大突破。静态点火试验是首飞前验证一子级或全箭状态及产品的最重要试验之一。

彩蛋

本次试验是除SpaceX外,首次采用箱内摄像头对加注、点火全程进行可视监测,尤其是对加注过程的预冷状态、推进剂流动、涌泉出流特性及低液位防漩防塌效果的监测,获取了火箭不可用量中的真实状态和数据,为国内防漩防塌设计创新提供了新的突破手段。

求知

不锈钢火箭环境适应性

火箭完全暴露在相对湿度90%、大雪、中雨及大风环境下,进行了三次加注泄出,各系统产品试前、试后性能数据表明不锈钢火箭不绝热的技术方案通过了环境考核,不锈钢火箭适应高湿、雨雪、低温、大风等恶劣环境,尤其是低温加注后贮箱停放阶段推进剂温度与传统绝热铝合金贮箱一致。

不锈钢火箭重复使用性

不锈钢箭体贮箱后底及尾段直接承受发动机热流反卷,经历3次高低温循及数十次充放气压力循环,结构完整、贮箱功能密封性能正常。箭体结构紧固连接、增压输送管路紧固连接设计正确,关键部位力矩无衰退,3次振动无泄漏,可降低重复使用维护成本。搭载验证了不锈钢贮箱承载补强技术,为后续火箭多次重复使用后的结构检修和维护策略确定提供支撑。

液氧methane动力系统方案及产品考核验证

试验全程发动机性能参数稳定,贮箱及发动机入口压力稳定,初始气枕容积、自生增压温度、自生增压流量、推进剂输送流量等总体参数协调匹配。

二次启动滑行500s后,低液位边界下起动,贮箱内液位和液面形貌出流平稳,未见起漩和塌陷,验证了箱底蓄留装置功能,获得了推进剂剩余量边界,为回收返回段二次可靠启动打下坚实基础。

求索

Action1:控制系统与发动机联合热试车

元行者一号(XZY-1)运载火箭控制系统(含伺服机构)与一级发动机联合摇摆热试车将于2023年开展。箭上控制系统与发动机联合冷摆试验已于2022年12月完成,并取得圆满成功。

Action2:XZH-1 D2亚轨道海上溅落回收试验

XZH-1 D2火箭(海上回收验证火箭)将进行第一次亚轨道海上溅落回收试验。

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