央广网北京10月27日消息 据中央广播电视总台中国之声《新闻超链接》报道，本月19日，由我国自主研制的世界最大推力整体式固体火箭发动机试车成功，为我国千吨级推力固体发动机的发展奠定了坚实基础，标志着我国固体火箭运载能力实现大幅提升。
这款固体火箭发动机由中国航天科技集团四院自主研制，直径3.5米，装药量150吨，推力达500吨，采用高压强总体设计、高性能纤维复合材料壳体、高装填整体浇注成型燃烧室、超大尺寸喷管等多项先进技术，发动机综合性能达到世界领先水平。
火箭发动机分为几类？我国为制造这款固体火箭发动机克服了哪些困难？固体火箭发动机承担哪些任务？
火箭发动机有哪些分类？具有什么特点？
火箭发动机可以分为化学火箭发动机和电推进火箭发动机。化学火箭发动机又可以分为液体火箭发动机、固体火箭发动机和固液混合火箭发动机。电推进火箭发动机包括霍尔电推力发动机和离子火箭发动机等。
化学火箭发动机，将化学反应产生的热量转化为机械能推动火箭。化学火箭发动机携带的燃料和氧化剂可发生氧化还原反应，氧化还原产生的巨大能量对燃气进行加热，被加热的燃气从喷管中高速喷出，从而产生极大推力。
航天科工二院研究员、国际宇航联合会空间运输委员会副主席杨宇光表示，实际上，日常生活中使用的汽车发动机、航空发动机与火箭发动机类似，三者都属于一类热机，但火箭发动机有其特殊性。
首先，汽车内燃机与航空发动机可以只携带燃料，利用空气中的氧气进行化学反应产生能量。但火箭发动机不仅要携带燃料，还需要携带氧化剂。因为随着高度的增加，大气密度越来越低，大气层外已没有足够的氧气用以支撑化学反应。其次，火箭发动机并不是高效率热机。火箭发动机的转化效率不高，它的强推力主要得益于它的高功率特性。
液体火箭发动机和固体火箭发动机都属较常用的火箭发动机类，但二者的性质却恰恰相反。固体火箭发动机更易产生大推力，但固体火箭发动机转化效率低于液体火箭发动机。在衡量火箭发动机效率方面，有一个重要的指标——比冲。比冲以“秒”为单位，可简单视作火箭发动机的高温燃气喷出的速度。目前效率最高的液体火箭发动机在真空条件下的比冲可以达到450秒以上，一般的固体火箭发动机在起飞时的比冲仅有240秒左右。但固体火箭发动机的推力较大，目前最大的固体火箭发动机的推力接近1500吨，这是液体火箭发动机难以达到的推力数值。两种火箭发动机的不同性质决定了二者的应用场合也不同。
研制固体火箭发动机面临哪些困难？
我国研发的此款火箭发动机直径达3.5米，推力达500吨，位于世界领先水平。在研发过程中，研究人员需要解决一系列的难题。
首先，固体火箭发动机的研制单位容易发生安全生产事故。固体火箭发动机的推进剂为固状，将氧化剂和燃烧剂处理成为药柱，药柱的成型非常困难，同时具有一定的危险性。
其次，燃烧室的壳体制造也颇为复杂。火箭推进器占火箭整体的比重越高，火箭发动机的加速能力就越强。因此，研究人员希望尽可能减小火箭的壳体重量。但发动机的药柱燃烧时将产生高温和高压，为了提高壳体抗高温和抗高压的能力，壳体需要有一定厚度。目前为了解决这个问题，我们通常采用碳纤维缠绕技术以提升发动机的抗压能力。
第三，固体火箭发动机的喷管制造更为困难。为了提高火箭发动机的喷流速度，化学火箭发动机需要使用拉瓦尔喷管。拉瓦尔喷管先收缩，后扩张，实现高温燃气的超音速喷射。固体火箭发动机在燃烧的过程中会产生固体颗粒的残留，固体颗粒将会严重侵蚀和冲刷喷管的喉部，拉瓦尔喷管的制造需要采用特殊的材料和工艺，保证其喉部不仅能够承受极高的温度，还耐冲刷、耐磨损。同时，由于运载火箭飞行过程中会产生姿态偏差，且其本身也有改变方向的需求，因此喷管必须能够摆动。摆动喷管中有很多的活动部件，如何使活动部件既能运作，又能抗高温、高压也是一个技术难题。
第四，固体火箭发动机难以控制。固体火箭发动机的推进剂储存于燃烧室中，一旦开始燃烧就很难停止。
总体而言，我国在制造固体火箭发动机方面依旧存在部分技术难题亟待攻关。
固体火箭发动机将承担什么任务？
固体火箭发动机主要有两种使用途径。
一是应用于小型运载火箭上。固体火箭发动机的储存和运输相较于液体火箭发动机更为便利，且由于其结构更为简单，无需经过复杂测试就可以直接发射，适合应用在小型载荷火箭、小型卫星的发射上。
二是作为重型运载火箭的助推器。我国未来不仅要建设永久有人长期驻留的空间站，还要建设月球基地，这意味着我国需要更大规模的运载火箭。固体火箭发动机可以作为大型或超大型运载火箭的助推器。为了满足重型运载火箭的发射需求，我国未来将在500吨级单个整体式固体火箭发动机的基础上，进一步攻关分段式装药技术，将发动机的推力提升至千吨以上量级。
我国固体火箭发动机已经顺利完成地面试车。杨宇光表示，未来还需要研究人员进行一系列试验工作，攻克关键技术。
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