2021年1月8日下午 ， 长征五号B火箭YF-77氢氧发动机在航天科技六院101所完成了第四次500秒可靠性增长试车 ， 为今年天宫空间站在轨建造任务的顺利实施奠定了坚实基础 。
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YF-77氢氧发动机连续第4次500秒长程试车
2017年7月2日遭遇长征五号遥二火箭失利后 ， 航天科技六院101所随即展开漫长的归零检查工作 ， 锁定故障原因进行针对性升级改良后随即持续展开一系列试车工作 。
他们创造了芯一级YF-77动力一年之内连续完成24次试车任务纪录 ， 单次试车准备周期从原先的14天压缩至7天 ， 甚至创造了6天最短试车准备时间纪录 。
最终长五团队创造了长征五号遥三、长征五号B遥一、长征五号遥四、长征五号遥五四次成功发射的连胜战绩 。
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长征五号系列火箭四战四捷
为了将长征五号系列火箭打造为新一代金牌火箭 ， 氢氧发动机团队并没有因为收获成功而有丝毫懈怠 。 昨天下午的第四次500秒可靠性增长试车不是多台产品累积试车 ， 而是同一台产品的4次连续试车 ， 这意味着该台发动机累积完成了2000秒试车 ， 相当于正常飞行任务点火工作时间的4倍有余 。
执行空间站建造任务的长征五号B作为长征五号火箭的拓展型号 ， 采用了先进的一级半构型设计 ， 即由芯一级捆绑4枚3.35米直径助推器 ， 外加上火箭姿控动力系统以及器箭分离设备与整流罩 。
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长征5B遥一运载火箭
按照国外标准长征五号B甚至可以视作单级入轨火箭 ， 历史上苏联能源号也曾采用一级半构型设计 ， 不同的是能源号只能将载荷送入无法直接入轨的亚轨道 ， 而长征五号B可以直接入轨 。
一级半构型火箭分离动作少 ， 可靠性更高 ， 而这恰恰就是载人航天任务高安全性的必然要求 。 同时也意味着芯一级要打满全场 ， 去年5月5日成功发射的长征五号B遥一火箭已经为此做出表率 。
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长征5B芯一级打满全场
在4枚助推器8台YF-100高压补燃液氧煤油发动机与芯一级两台YF-77氢氧发动机作用下长征5B火箭可产生1060吨总推力 。 得益于芯一级液氢液氧燃料的高比冲优势 ， YF-77发动机的高空性能更为突出 ， 最终芯一级两台YF-77氢氧发动机连续工作488秒 ， 将重达21.6吨的新一代载人飞船试验船直送入轨轨道 。
昨天累积完成4次500秒可靠性增长试车的YF-77氢氧发动机凭借总计2000秒的试车已经有了很大的可靠性余量 ， 然而这还没有完 ， 该台发动机后续还将持续进行4次500秒可靠性增长试车 ， 8次累积试车时间将达到4000秒 。
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YF-77氢氧发动机双机试车
与此同时去年3月航天科技六院101所针对长征五号遥2任务氧涡轮泵问题新建了氢氧发动机试车台 ， 接下来YF-77发动机还将在此试车台进行825秒单次长程试车 ， 可靠性余量将进一步呈几何级提升 。
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后续YF-77还将进行825秒长程试车试验
自长征五号遥二任务归零以来加上这4次500秒可靠性增长试车 ， YF-77发动机已经进行了数十次连续试车 ， 为什么要有如此密集的试车安排？深层次原因有两点：
首先长征五号B作为载人航天工程的拳头产品 ， 是发射天宫空间站包括巡天光学舱在内四大20吨级重量级舱段的唯一火箭型号 ， 对可靠性的要求更为苛刻 。
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天宫空间站的在轨建造离不开长征5B火箭
其次这是强大国力的实力体现 ， 每一次500秒可靠性增长试车所消耗的资源与正式发射任务几乎一样 ， 这是一般国家所难以承受的 。
长征五号系列产品作为我国第一代大推力运载火箭产品 ， 相较于传统航天强国必然有许多功课要补足 ， 我们可以用天量投入换时间 ， 而这同样要依托强大的综合国力 。
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YF-100液氧煤油发动机
长征五号对于中国航天而言是全领域全要素的系统大考 ， 同时也是着眼长远未来发展的基石 。
起初有不少人建议长征五号采用全液氧煤油版构型设计 ， 研制难度可以大幅度降低 ， 能在较短时间里获取较大规模的空间运载能力 。
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YF-77氢氧发动机试车
如此一来就将跳过大推力氢氧发动机研制关 ， 导致航天能力的结构性缺失 。 不积跬步无以至千里 ， 本着对历史负责对未来负责的态度 ， 长征五号团队排除干扰选择了研制难度最高的液氧煤油与氢氧结合的组合动力方案 ， 而这也为新一代重型火箭的研制做好了技术铺垫 。
航天科技六院长征五号系列火箭副总设计师王维彬披露 ， 根据国家载人登月的要求 ， 现在我们正在研制推力更大220吨级的氢氧发动机 ， 现在正在做关键技术攻关 ， 现在这个工作已经取得了一些积极的进展 ， 这个也是在YF-77发动机关键技术攻关的基础上再把技术、材料工艺包括试验技术再有大幅度提高 。
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载人登月已经在路上
220吨级氢氧发动机是长征九号重型运载火箭的芯二级动力YF-90型发动机 ， 是长征九号三大动力难关之一 。
长征九号是面向航天强国建设需求的战略装备 ， 该型火箭采用三级半构型 ， YF-130型480吨级液氧煤油发动机、YF-90型220吨级氢氧发动机、YF-79型25吨级高空氢氧发动机即是长征九号的三大动力难关 。
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YF-130型480吨级液氧煤油发动机
火箭起飞级由9.5米直径芯一级与4枚5米直径助推器构成 ， 芯一级配置4台发动机 ， 4枚5米直径助推器各配置2台发动机 ， 型号均为YF-130 ， 总计12台发动机提供高达5873吨起飞推力 。
长征九号芯二级液氢贮箱直径9.5米 ， 液氧贮箱直径7.5米 ， 配置2台YF-90型氢氧发动机 。 芯三级设计类似长征五号芯二级 ， 液氢贮箱直径7.5米 ， 液氧贮箱直径5米 ， 配置4台YF-79型高空氢氧发动机 。
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大直径火箭过渡环
据已经公开的消息显示 ， 2016年6月7日长征九号关键技术攻关与深化论证阶段正式立项 ， 2019年完成相关研制与论证工作 ， 15亿人民币投资的800多项研制工作顺利完成 。
YF-130型480吨级高压补燃液氧煤油发动机已经完成多次涡轮泵联调试验 ， 服务该型发动机整机试车的试车台已于2019年6月在秦岭山脉某处开工 ， 目前整机试车条件基本具备 。
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YF-130型液氧煤油发动机涡轮泵—燃气发生器联试
去年11月2日 ， 长征九号二子级YF-90型高压补燃氢氧发动机也实现了涡轮泵联调试验 ， 验证了大推力补燃循环氢氧发动机核心组件的技术方案正确性、工作协调性及生产、试验工艺可行性 。
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YF-90型氢氧发动机涡轮泵联调试验
目前规划将在河北涞源兴建220吨级氢氧发动机试车台 ， 同时还将在海南文昌建设动力试验中心 ， 为长征九号为代表的新一代重型运载火箭提供一站式保障服务 。
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服务长征九号的第二座试车台
长征九号高约93米 ， 起飞质量4137吨 ， 其优势是优异的深空轨道运力 ， 地月直接转移轨道运力大于50吨 ， 地火直接转移轨道运力大于44吨 ， 在执行近地轨道任务时运力大于140吨 。
长征九号可根据助推器数量的调节发展两个拓展型号 ， 三型火箭分别是长征9号、长征9A、长征9B：
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长征九号系列火箭运力指标
长征9号是配齐四枚助推器的最大运力型号 ， 长征9A配置2台助推器 ， 近地轨道运力100吨 ， 地月转移轨道运力35吨 ， 地火转移轨道运力28吨 。
【长征|长征九号渐入佳境：第2座试车台公开，220吨氢氧发动机新节点】长征9B是无助推器的光杆起飞版 ， 芯一级增加一台发动机 ， 近地轨道运力50吨 ， 地月转移轨道运力15吨 ， 地火转移轨道运力12吨 。
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长征9、长征9A、长征9B
长征九号运力有多强？仅光杆起飞版就是长征五号运力的两倍有余 ， 最大运力的基本型更是长征五号的6至8倍 。 可承担载人月面科研站、载人登火星、载人登小行星等深空载人任务 ， 也是近地轨道及地球静止轨道大型空间基础设施建设的主力运载工具 。
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