11月30日22：25，長征十二號運載火箭在海南文昌我國首個商業(yè)發(fā)射場首飛成功，航天科技集團六院為本次發(fā)射用火箭提供了全部動力，包含一級、二級共6臺發(fā)動機，輔助動力系統(tǒng)16臺推力器及相關配套產品，特別是六院研制的130噸級泵后擺補燃循環(huán)液氧煤油發(fā)動機的首飛，是本次發(fā)射任務的關鍵環(huán)節(jié)和一大亮點。
本次發(fā)射任務，實現了我國火箭發(fā)動機單模塊內推力最大構型首飛、130噸級泵后擺補燃循環(huán)液氧煤油發(fā)動機首飛、二級雙機并聯(lián)液氧煤油發(fā)動機兩次啟動狀態(tài)首飛、液氧煤油發(fā)動機推進劑——煤基航天煤油在長征系列運載火箭的首次使用，并且，配備有由六院研制的加注供氣系統(tǒng)和噴水降噪系統(tǒng)的海南商業(yè)航天發(fā)射場也迎來首秀閃耀登場。
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發(fā)動機產品“更小巧”+“更強勁”
據介紹，火箭一級由四機并聯(lián)形式的新型高壓補燃循環(huán)綠色發(fā)動機——130噸級泵后擺補燃循環(huán)液氧煤油發(fā)動機組成，先進的泵后擺技術首次在大推力發(fā)動機中實現飛行應用。所謂泵后搖擺，是指將搖擺裝置后置，使發(fā)動機在飛行過程中僅搖擺推力室部分就可實現推力矢量變化。相比于傳統(tǒng)方案，有效減小了發(fā)動機輪廓尺寸和重量，在箭體中需求空間減少，可以在不增加箭體直徑的基礎上增加發(fā)動機的數量，提高火箭的有效載荷。除此之外，還降低了搖擺力矩，改善了使用維護性，推力得到提升，可靠性更高。六院研制團隊突破了大流量富氧燃氣搖擺裝置、總體結構輕質一體化技術、分級起動及調節(jié)技術一系列關鍵和核心技術，實現了發(fā)動機綜合性能的全面提升。
四機并聯(lián)，意味著需要把四臺技術成熟的發(fā)動機系統(tǒng)“組合”在一起工作，而不是簡單地“捆綁”在一起，這樣既可以為火箭提供更大的推力，又可以一定程度減少系統(tǒng)的復雜程度。四機并聯(lián)涉及系統(tǒng)間匹配性、多機耦合特性以及力熱承載特性，六院研制團隊通過識別系統(tǒng)匹配性風險，開展發(fā)動機起動同步性、綜合力熱環(huán)境、故障識別與處置方案等評估，通過深入的機理分析和大量的數字仿真，將難點一一突破。
火箭二級首次采用了雙機并聯(lián)形式的18噸級二次起動補燃循環(huán)液氧煤油發(fā)動機，不同于一級和助推級發(fā)動機相對完善的地面保障條件，該發(fā)動機在攻克高空發(fā)動機兩次起動諸多技術挑戰(zhàn)的同時，還要自身確保必要的保障條件。六院研制團隊從最初始的課題研究，到初樣、試樣階段工作，先后通過搭載、分系統(tǒng)、多臺單機等研制實踐，通過多輪迭代設計，積累海量數據，充分梳理分析，以此為基礎相繼攻克了多項關鍵技術。
發(fā)動機智造“打破常規(guī)”+“迭代優(yōu)化”
面對發(fā)動機并聯(lián)空間緊湊，四臺分機間距離小，與機架對接調整空間有限等挑戰(zhàn)，六院研制團隊憑借豐厚的工藝經驗和三維仿真軟件的熟練應用，在虛擬環(huán)境下進行發(fā)動機并聯(lián)，通過改進工藝裝備、優(yōu)化裝配流程提前將問題規(guī)避；發(fā)動機四機并聯(lián)后需沿寬度不足60毫米的機架橫梁布置百余根管路，六院研制團隊利用三維模型應用數控彎管機彎管，數控彎制率達90%以上，極大提高了彎制效率和精度；面對全新狀態(tài)的發(fā)動機，六院研制團隊將發(fā)動機的裝配流程從“覆蓋全面”到“聚焦重點”，將發(fā)動機裝配的全流程方案、技術風險分析、人員操作安全等問題逐一統(tǒng)籌策劃，確保了發(fā)動機的順利裝配。
該發(fā)動機并聯(lián)總推力超500噸，既是我國液體動力發(fā)展史上推力最大、系統(tǒng)最為復雜的一次發(fā)動機點火試驗，也是國內首次大推力液氧煤油發(fā)動機四機并聯(lián)點火試驗。該型試驗準備過程中，六院研制團隊先后解決了發(fā)動機吊裝、煤油分流結構、泵前管路固定與約束等關鍵技術難題，完成發(fā)動機專用停放工裝、發(fā)動機翻轉吊具、發(fā)動機動架、轉接架、轉接環(huán)、大流量五通分流結構、發(fā)動機防火裙支撐結構等十余套專用工裝研制，最終為此次長征十二號運載火箭首飛成功奠定了堅實的動力基礎。
本次發(fā)射任務中，不僅長征十二號運載火箭的首飛令人矚目，我國首個商業(yè)發(fā)射場的首秀也備受關注，在它的建設過程中，來自六院的“力量”也給予了強力支撐。由六院165所承建的發(fā)射區(qū)加注供氣系統(tǒng)、技術區(qū)火箭總裝廠房供氣系統(tǒng)、分析化驗室等項目圓滿完成了為火箭系統(tǒng)輸送和檢驗動力能源的重要使命；在發(fā)射場2號發(fā)射工位建設中，六院101所圓滿完成國內噴水量最大的火箭發(fā)射臺噴水降噪系統(tǒng)研制任務，為首發(fā)任務成功提供了堅實保障。
