2022-07-20 19:01:06 信息编号：K222932 浏览次数：410
据中国航天科技集体消息，该集团六院801所研制的490牛发动机，近日圆满完成了中星6D卫星变轨飞行任务。
作为我国高轨卫星唯一的轨控发动机，490牛发动机已经参与了100颗卫星/探测器的飞行任务，包括北斗、风云、高分、嫦娥等等。
上世纪80年代初，只有少数国家掌握远地点发动机研制技术，我国在这一领域尚属空白。
从预先研究到实现首次飞行，801所用了长达12年，攻克了一系列关键技术，填补了多项国内空白，引领7项新技术发展。
1、490牛发动机
2007年11月，490牛发动机将嫦娥一号卫星定位于距月球高度约200公里、周期为127分钟的圆轨道，在中国航天事业的第三个里程碑上写下光辉一笔。
1994年，490牛发动机首次应用于东方红三号通信卫星。
1994年-2007年，490牛发动机历时13年执行了10颗卫星的变轨任务；
2007年-2015年，历时8年执行了40颗卫星的变轨任务；
2016年至2022年7月初，历时6年执行了50颗卫星的变轨任务。
2012年6月1日，中星2A卫星完成最后一次变轨，标志着第二代490牛发动机首飞成功，着卫星寿命将延长一年多，直接经济效益过亿元。
第三代也已研制成功，引入第三代铼/铱材料，真空比冲达到325秒。
一个国家的军事实力强大与否直接决定了这个国家在国际上的地位。但现在是和平年代，很多国家比拼的是科技力量。比如说航空航天领域的实力，如今航天实力的强弱也成为了一个国家强大与否的重要象征。而航天实力与运载火箭实力的强弱又有着不可分割的关系。
2、航天发动机种类
根据航天发动机动力产生机制，可以将航天发动机分为三大类：化学火箭发动机、核能火箭发动机和电能火箭发动机。这几种发动机都是需要“工质”的，在运行过程中整箭的质量会不断下降，直至完全失去推力。无工质发动的研究进展过于缓慢，暂时不考虑。
1）化学火箭发动机
化学火箭发动机一般根据燃料形态，分为固体火箭发动机和液体火箭发动机。
固体火箭发动机是结构最为简单的发动机。氧化剂与燃料构成的组合体以固体或者胶体的形式直接存在于燃料舱中，原理上类似于咱们小时候玩的窜天猴。固体燃料发动机不需要复杂的燃料输送机制和专用的燃烧室，药柱的截面形状确定了它的推力变化曲线，药柱的长短确定了其最大推力，药柱的直接确定了其工作时间。
固体火箭发动机是典型的爆发性发动机，瞬时推力大，推力持续时间短，一般用作火箭发射初期任务。
目前世界上推力最大的分段式固态火箭发动机是美国SLS火箭的固体助推器模块；推力最大的单段式固态火箭发动机是中国自主研发的500吨级整体式固体火箭发动机。
液体火箭发动机的液体燃料种类多样：长征-2F\G火箭使用的偏二甲肼燃料，长征5号使用的液氧煤油发动机YF-100和液氢液氧发动机YF-77等。这些发动机的通用特征都是，燃料与氧化剂（一般是液氧）分开储存，经过复杂的燃料泵和管道系统，燃料与氧化剂在燃烧室中混合燃烧，产生推力。
液体火箭发动机结构复杂，但是推力可调、推力持续时间长，尤其是液氢液氧发动机在推力持续时间上优势更加明显，所以常作为火箭宇宙飞行的上面几级的主要推力使用。
目前，氢氧发动机第一梯队是美国，主要代表是SLS火箭使用的RS-25发动机改型；液氧煤油发动机第一梯队是俄罗斯；SpaceX的液氧甲烷发动机技术也是世界领先。液体火箭发动机领域中国略微落后，2021年3月，国产500吨级液氢液氧发动机半系统试车成功。
2）核能火箭发动机
核反应堆产生热量加热火箭工质，工质受热膨胀后通过喷口喷出产生推力。简单地说，推力产生机制类似于家里热水壶烧开水，水汽从壶盖喷出产生冲击力。
目前核反应堆小型化进度缓慢，核能火箭发动机也尚未投入使用。
3）电能火箭发动机
电能火箭发动机目前分为三种电热火箭发动机、静电火箭发动机、电磁火箭发动机.
电热火箭发动机原理与核能火箭发动机相同，烧开水罢了，并且电池能量密度完全与核反应堆无法比较，不做赘述。
电磁火箭发动机，原理类似于电磁炮，使用磁轨加速质量块获得反作用力，效率较低，不做赘述。
静电火箭发动机也就是咱们常说的离子发动机，其原理是先将工质电离，再在发动机形成的磁场中加速喷出获得动力。这种发动机喷口往往会有漂亮的蓝色火焰，非常具有科幻感。
离子发动机的推力较小，一般在100N以下，但是推力持续时间超长。一般用作深空探测或者姿态调整发动机使用。目前离子发动机发展较为迅速的是中国、日本和美国，2018年中国公布已经研制成功目前世界上推力最强的离子火箭发动机，属于第一梯队。
3、航天界的黑科技：3D打印
3D打印——也被称为增材制造——对航空航天工业的影响怎么估计都不为过。没有任何其他技术能够让如此多的公司进入这个行业，并在如此短的时间内以如此低的成本交付车辆、发动机和火箭等产品。现在，随着越来越多的商用3D打印机被证明能够生产出符合太空价值的组件，新兴火箭制造商的数量即将出现激增。
自SpaceX在2013年推出其3D打印的SuperDraco火箭引擎以来，3D打印在太空行业中已经历了一段不短的历史。
2017年，航空航天巨头Aerojet Rocketdyne重新设计了其Bantam火箭发动机系列，通过充分利用增材制造能力，将总的设计和制造时间从一年多减少到几个月，而且与传统制造方法相比，其成本降低了约65%。
该公司表示：“这些发动机通常由100多个部件组成，但用增材制造的话只有三个主要部件：喷射器总成、燃烧室，以及一个庞大而单一的喉道和喷嘴部分。”
Rocket Lab是另一个商业卫星发射的先驱，其在2017年首次发射了自己的轻型3D打印火箭发动机Rutherford。它的燃烧室、喷射器、泵和主推进剂阀门都是3D打印的，而且已经参与了27次发射，包括本周的一次。
尽管NASA和经验丰富的火箭发射公司已将增材制造技术融入他们的项目多年，但当今的商业3D打印技术和先进的金属合金材料正迅速变得成熟，像Launcher、Ursa Major和Orbex这样的公司可以用更少的时间和成本来完成从原型到发射的过程。
“我们一直在围绕着3D打印开展设计工作。”Jake Bowles说。“这能够让我们建立起关于优化3D打印设计的内部know-how，然后我们就可以将其应用于需要开发和销售的新引擎，以满足市场需求，这也让我们可以更快地进入市场。”