[科普中国]-国产固体火箭发动机定义“3米”里程碑

　　作者：孙武

　　制作：光明网军事科技前沿

　　出品：科普中国

　　2016年8月2日下午14点， 中国航天科技集团公司第四研究院研制的直径3米大型固体火箭助推发动机取得地面热试车成功。这是国内迄今为止直径最大、工作时间最长、动力最强的固体火箭发动机。消息一出，立刻引起了网友们对固体火箭发动机的好奇，有网友直接留言指出“这次试车成功，标志着我国掌握了大型固体火箭助推发动机的关键技术。”

图为：火箭发动机正在吊装到牵引车上

　　这枚足够“给力”固体火箭发动机不仅是国内最大、最强的，而且它的关键技术指标也从硕大的体积——“直径3米、两分段”得到了印证。

　　固体运载发动机总设计师王健儒也进一步介绍：3米固体火箭发动机应用于重型运载火箭固体助推器中，可实现近地轨道运载能力达到100吨以上，满足我国载人登月、深空探索的发展需求。

　　“直径达到3米”实为性能分水岭。

　　要说这款固体火箭发动机，先要介绍下它的出生之所。新闻中提到的这个“中国航天科技集团公司第四研究院”被业内人士亲切的称为“航天四院”，它在固体火箭发动机总体设计、喷管研制和检测、大型复合材料壳体、复合固体推进剂、大型发动机装药和固体发动机各项试验测试等技术领域处于全国领先地位。建院40多年来，为我国宇航、战略、战术型号研制成功70多种固体火箭发动机，有1000多项科研成果获省部级以上奖励。

图为：中国航天四院徐立平当选《感动中国》人物。

　　就在一年之前的2015年2月14日晚，中央电视台举行《感动中国》2015年度人物颁奖盛典，中国航天科技集团公司四院职工徐立平当选本年度《感动中国》人物。这样看来，这款直径3米的固体火箭发动机可谓“系出名门”。

　　简单看新闻里，有几个字既特殊又显眼——没错，那就是“直径3米、推力达150吨”这几个字——不要小看这一点，要知道，以前的我国固体火箭发动机直径仅有2米。体积的不给力，造成了推力的上不去。这也是困扰中国航天许久的老大难问题。

　　有个问题来了，那为何“直径达到3米”成为关键技术指标呢？这由于国际上固体大推力火箭有个技术瓶颈——每增加1米的直径，研制难度将呈几何倍数上升。国际上的大推力火箭，如美国著名的大推力火箭“土星5号”，则是使用的航天飞机级别的SRB固体火箭助推器，这款发动机是当时世界上唯一的一种海平面推力大于1000吨的巨型火箭发动机。

图为：发动机在机身注明了“直径三米两分段技术验证发动机”

　　其实，直径为3米的这款固体火箭发动机研制起来可谓难度重重。首先，要用实验来考核技术方案是否正确，也就是新闻中常常说到的“地面热试车”。这个考核能否通过，标志着整体设计方案是否正确，以及所用材料、工艺的性能能不能达到设计要求。一旦出现问题，那推倒的将是整个计划。

　　其次，在项目进程中，要进行飞行考核。也就是我们尝说的“实战”考核。固体火箭发动机要承受高温、低温、高强度震动、不同压力值等各类苛刻的飞行条件。在经历了这两个关口之后，它才可以顺利通过验收，出现在我们面前。

　　设计一款固体火箭发动机的困难程度，从它经历的年份就可以管窥。此次公布的火箭发动机立项年份是2013年——历时整整3年，可见其难度之大，工程量之高。然而给力的“四院”不仅仅是做了一款发动机，他们借着这个机会采用并验证了10余项新工艺，建立了20余项新测试与试验方法，甚至已形成10多项技术专利。可以说，这次项目的成功，为日后后续型号的研发铺平了道路。

　　另外，从世界上同推力火箭来看，这次公布的固体火箭发动机也可以说是集稳定性、可靠性于一身的佼佼者。