2021年1月8日下午，長征五號B火箭YF-77氫氧發(fā)動機(jī)在航天科技六院101所完成了第四次500秒可靠性增長試車，為今年天宮空間站在軌建造任務(wù)的順利實施奠定了堅實基礎(chǔ)。

YF-77氫氧發(fā)動機(jī)連續(xù)第4次500秒長程試車

2017年7月2日遭遇長征五號遙二火箭失利后，航天科技六院101所隨即展開漫長的歸零檢查工作，鎖定故障原因進(jìn)行針對性升級改良后隨即持續(xù)展開一系列試車工作。

他們創(chuàng)造了芯一級YF-77動力一年之內(nèi)連續(xù)完成24次試車任務(wù)紀(jì)錄，單次試車準(zhǔn)備周期從原先的14天壓縮至7天，甚至創(chuàng)造了6天最短試車準(zhǔn)備時間紀(jì)錄。

最終長五團(tuán)隊創(chuàng)造了長征五號遙三、長征五號B遙一、長征五號遙四、長征五號遙五四次成功發(fā)射的連勝戰(zhàn)績。

長征五號系列火箭四戰(zhàn)四捷

為了將長征五號系列火箭打造為新一代金牌火箭，氫氧發(fā)動機(jī)團(tuán)隊并沒有因為收獲成功而有絲毫懈怠。昨天下午的第四次500秒可靠性增長試車不是多臺產(chǎn)品累積試車，而是同一臺產(chǎn)品的4次連續(xù)試車，這意味著該臺發(fā)動機(jī)累積完成了2000秒試車，相當(dāng)于正常飛行任務(wù)點火工作時間的4倍有余。

執(zhí)行空間站建造任務(wù)的長征五號B作為長征五號火箭的拓展型號，采用了先進(jìn)的一級半構(gòu)型設(shè)計，即由芯一級捆綁4枚3.35米直徑助推器，外加上火箭姿控動力系統(tǒng)以及器箭分離設(shè)備與整流罩。

長征5B遙一運載火箭

按照國外標(biāo)準(zhǔn)長征五號B甚至可以視作單級入軌火箭，歷史上蘇聯(lián)能源號也曾采用一級半構(gòu)型設(shè)計，不同的是能源號只能將載荷送入無法直接入軌的亞軌道，而長征五號B可以直接入軌。

一級半構(gòu)型火箭分離動作少，可靠性更高，而這恰恰就是載人航天任務(wù)高安全性的必然要求。同時也意味著芯一級要打滿全場，去年5月5日成功發(fā)射的長征五號B遙一火箭已經(jīng)為此做出表率。

長征5B芯一級打滿全場

在4枚助推器8臺YF-100高壓補燃液氧煤油發(fā)動機(jī)與芯一級兩臺YF-77氫氧發(fā)動機(jī)作用下長征5B火箭可產(chǎn)生1060噸總推力。得益于芯一級液氫液氧燃料的高比沖優(yōu)勢，YF-77發(fā)動機(jī)的高空性能更為突出，最終芯一級兩臺YF-77氫氧發(fā)動機(jī)連續(xù)工作488秒，將重達(dá)21.6噸的新一代載人飛船試驗船直送入軌軌道。

昨天累積完成4次500秒可靠性增長試車的YF-77氫氧發(fā)動機(jī)憑借總計2000秒的試車已經(jīng)有了很大的可靠性余量，然而這還沒有完，該臺發(fā)動機(jī)后續(xù)還將持續(xù)進(jìn)行4次500秒可靠性增長試車，8次累積試車時間將達(dá)到4000秒。

YF-77氫氧發(fā)動機(jī)雙機(jī)試車

與此同時去年3月航天科技六院101所針對長征五號遙2任務(wù)氧渦輪泵問題新建了氫氧發(fā)動機(jī)試車臺，接下來YF-77發(fā)動機(jī)還將在此試車臺進(jìn)行825秒單次長程試車，可靠性余量將進(jìn)一步呈幾何級提升。

后續(xù)YF-77還將進(jìn)行825秒長程試車試驗

自長征五號遙二任務(wù)歸零以來加上這4次500秒可靠性增長試車，YF-77發(fā)動機(jī)已經(jīng)進(jìn)行了數(shù)十次連續(xù)試車，為什么要有如此密集的試車安排？深層次原因有兩點：

首先長征五號B作為載人航天工程的拳頭產(chǎn)品，是發(fā)射天宮空間站包括巡天光學(xué)艙在內(nèi)四大20噸級重量級艙段的唯一火箭型號，對可靠性的要求更為苛刻。

天宮空間站的在軌建造離不開長征5B火箭

其次這是強(qiáng)大國力的實力體現(xiàn)，每一次500秒可靠性增長試車所消耗的資源與正式發(fā)射任務(wù)幾乎一樣，這是一般國家所難以承受的。

長征五號系列產(chǎn)品作為我國第一代大推力運載火箭產(chǎn)品，相較于傳統(tǒng)航天強(qiáng)國必然有許多功課要補足，我們可以用天量投入換時間，而這同樣要依托強(qiáng)大的綜合國力。

YF-100液氧煤油發(fā)動機(jī)

長征五號對于中國航天而言是全領(lǐng)域全要素的系統(tǒng)大考，同時也是著眼長遠(yuǎn)未來發(fā)展的基石。

起初有不少人建議長征五號采用全液氧煤油版構(gòu)型設(shè)計，研制難度可以大幅度降低，能在較短時間里獲取較大規(guī)模的空間運載能力。

YF-77氫氧發(fā)動機(jī)試車

如此一來就將跳過大推力氫氧發(fā)動機(jī)研制關(guān)，導(dǎo)致航天能力的結(jié)構(gòu)性缺失。不積跬步無以至千里，本著對歷史負(fù)責(zé)對未來負(fù)責(zé)的態(tài)度，長征五號團(tuán)隊排除干擾選擇了研制難度最高的液氧煤油與氫氧結(jié)合的組合動力方案，而這也為新一代重型火箭的研制做好了技術(shù)鋪墊。

航天科技六院長征五號系列火箭副總設(shè)計師王維彬披露，根據(jù)國家載人登月的要求，現(xiàn)在我們正在研制推力更大220噸級的氫氧發(fā)動機(jī)，已經(jīng)取得了一些積極的進(jìn)展，這個也是在YF-77發(fā)動機(jī)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)的基礎(chǔ)上再把技術(shù)、材料工藝包括試驗技術(shù)再有大幅度提高。

載人登月已經(jīng)在路上

220噸級氫氧發(fā)動機(jī)是長征九號重型運載火箭的芯二級動力YF-90型發(fā)動機(jī)，是長征九號三大動力難關(guān)之一。

長征九號是面向航天強(qiáng)國建設(shè)需求的戰(zhàn)略裝備，該型火箭采用三級半構(gòu)型，YF-130型480噸級液氧煤油發(fā)動機(jī)、YF-90型220噸級氫氧發(fā)動機(jī)、YF-79型25噸級高空氫氧發(fā)動機(jī)即是長征九號的三大動力難關(guān)。

YF-130型480噸級液氧煤油發(fā)動機(jī)

火箭起飛級由9.5米直徑芯一級與4枚5米直徑助推器構(gòu)成，芯一級配置4臺發(fā)動機(jī)，4枚5米直徑助推器各配置2臺發(fā)動機(jī)，型號均為YF-130，總計12臺發(fā)動機(jī)提供高達(dá)5873噸起飛推力。

長征九號芯二級液氫貯箱直徑9.5米，液氧貯箱直徑7.5米，配置2臺YF-90型氫氧發(fā)動機(jī)。芯三級設(shè)計類似長征五號芯二級，液氫貯箱直徑7.5米，液氧貯箱直徑5米，配置4臺YF-90型高空氫氧發(fā)動機(jī)。

大直徑火箭過渡環(huán)

據(jù)已經(jīng)公開的消息顯示，2016年6月7日長征九號關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)與深化論證階段正式立項，2019年完成相關(guān)研制與論證工作，15億人民幣投資的800多項研制工作順利完成。

YF-130型480噸級高壓補燃液氧煤油發(fā)動機(jī)已經(jīng)完成多次渦輪泵聯(lián)調(diào)試驗，服務(wù)該型發(fā)動機(jī)整機(jī)試車的試車臺已于2019年6月在秦嶺山脈某處開工，目前整機(jī)試車條件基本具備。

YF-130型液氧煤油發(fā)動機(jī)渦輪泵—燃?xì)獍l(fā)生器聯(lián)試

去年11月2日，長征九號二子級YF-90型高壓補燃?xì)溲醢l(fā)動機(jī)也實現(xiàn)了渦輪泵聯(lián)調(diào)試驗，驗證了大推力補燃循環(huán)氫氧發(fā)動機(jī)核心組件的技術(shù)方案正確性、工作協(xié)調(diào)性及生產(chǎn)、試驗工藝可行性。

YF-90型氫氧發(fā)動機(jī)渦輪泵聯(lián)調(diào)試驗

目前規(guī)劃將在河北淶源興建220噸級氫氧發(fā)動機(jī)試車臺，同時還將在海南文昌建設(shè)動力試驗中心，為長征九號為代表的新一代重型運載火箭提供一站式保障服務(wù)。

服務(wù)長征九號的第二座試車臺

長征九號高約93米，起飛質(zhì)量4137噸，其優(yōu)勢是優(yōu)異的深空軌道運力，地月直接轉(zhuǎn)移軌道運力大于50噸，地火直接轉(zhuǎn)移軌道運力大于44噸，在執(zhí)行近地軌道任務(wù)時運力大于140噸。

長征九號可根據(jù)助推器數(shù)量的調(diào)節(jié)發(fā)展兩個拓展型號，三型火箭分別是長征9號、長征9A、長征9B：

長征九號系列火箭運力指標(biāo)

長征9號是配齊四枚助推器的最大運力型號，長征9A配置2臺助推器，近地軌道運力100噸，地月轉(zhuǎn)移軌道運力35噸，地火轉(zhuǎn)移軌道運力28噸。

長征9B是無助推器的光桿起飛版，芯一級增加一臺發(fā)動機(jī)，近地軌道運力50噸，地月轉(zhuǎn)移軌道運力15噸，地火轉(zhuǎn)移軌道運力12噸。

長征9、長征9A、長征9B

長征九號運力有多強(qiáng)？僅光桿起飛版就是長征五號運力的兩倍有余，最大運力的基本型更是長征五號的6至8倍?？沙袚?dān)載人月面科研站、載人登火星、載人登小行星等深空載人任務(wù)，也是近地軌道及地球靜止軌道大型空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的主力運載工具。