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490N轨控发动机  

2015-05-20 16:48:02|  分类: 宇航工程 |  标签: |举报 |字号 订阅

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第一代490N发动机

第一代490N发动机,1982年开始预研,1987年转入型号研制,1992年转入正样研制。该发动机具有可靠性高、工作性能稳定、具备在混合比1.1~2.0偏工况条件下以及推力范围450 N~550 N条件下工作的能力。该发动机使用推进剂为MON-1/MMH,喷注器采用直流互击式方案,身部采用制备有抗高温氧化涂层的铌铪合金材料,面积比154:1,额定真空比冲约305s,单台发动机起动次数最多达84次,累计最长工作时间28702.5 s。

1994年11月,第一代490N发动机首飞,用于第一颗东方红三号广播通信卫星。后来,延续用于我国所有三轴稳定地球同步轨道卫星以及探月工程绕月卫星,包括北斗导航,鑫诺二号、鑫诺五号、鑫诺六号、尼日利亚、委内瑞拉、嫦娥一号和嫦娥二号卫星等等。截至2011年7月,该发动机已成功完成29颗卫星变轨飞行任务,成功率100%。

2010年11月16日珠海航展,嫦娥二号490N发动机(第一代)
第三代姿/轨控液体火箭发动机 - kktt - 长缨在手  敢缚苍龙
 
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第二代490N发动机

为满足我国大容量、长寿命、高可靠卫星发展的需要,研制了第二代490N发动机。自2006年开始进行工程化型号研制,2010年9月完成初样研制并转入正样阶段研制。

第二代490N发动机仍采用直流互击式喷注器,身部采用新型高强比铌钨合金和相应的抗高温氧化涂层体系,通过高性能喷注器、高效燃烧室、身部抗高温氧化涂层等一系列技术创新,突破了比冲达315 s、头部法兰温度控制、燃烧室温度控制、抗高量级力学环境能力以及热防护罩等数项关键技术,连续10台产品通过25000 s鉴定级寿命考核高空热试车,发动机研制取得成功。该发动机面积比220:1,真空比冲315 s,单台累计启动次数119次,累计工作时间30703 s。

2011年4月,完成了正样阶段研制工作并交付了首台飞行产品。2012年6月,第二代490N发动机产品首飞成功(中星2A卫星)。2013年5月,第二发又成功完成飞行(中星11号卫星)。2014年4月,六院801所一次性交付了4颗高轨卫星用第二代490N发动机飞行产品。

面积比为220:1的第二代490N发动机为A型产品。为进一步提高发动机真空比冲,满足新研卫星应用需求,正在研制B型产品。与A型产品相比,推进剂控制阀门、推力室头部和推力室身部燃烧室保持不变,将喷管面积比由220:1增大至330:1,预计真空比冲将达到318 s。


陕西航天动力创新成果亮相珠海航展
发布时间: 2014-11-14 17:32:57     来源: 新华网陕西频道

第二代490N发动机,是针对我国新一代大容量、长寿命、高可靠高轨平台卫星的迫切需求,由航天科技集团六院为提高发动机真空比冲而研制。该项目先后突破了发动机真空比冲提高、头部法兰温度控制、高性能喷注器技术、结构尺寸和力学环境适应等多项关键技术,高性能第二代490N轨控发动机研制成功并经在轨飞行验证,是我国高性能轨控发动机研制历史上一个重要的里程碑。

2012年珠海航展
第三代姿/轨控液体火箭发动机 - kktt - 长缨在手  敢缚苍龙

2014年珠海航展,第二代490N轨控发动机
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亚太9号卫星用第二代490N发动机通过用户评审
本网讯(姚锋)2014年5月6日,在北京长城公司组织召开了亚太9号卫星用第二代490N发动机验收评审会。本次验收由亚太公司直接参与,这也是八○一所490N发动机首次面对卫星最终用户交付,体现了490N发动机对于整星的重要性。交付产品得到一致好评,顺利交付。【亚太9号卫星预计2015年10月发射】

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第三代490N发动机

为进一步提高490N发动机液体远地点发动机的性能,2006年开始进行第三代高性能490N液体远地点发动机的研究,该发动机燃烧室材料选用铼/铱材料,预定目标比冲323 s。该发动机研制至今突破多项关键技术,完成了多轮高性能喷注器方案的试验考核和铼/铱材料发动机的高空模拟热试车考核,获取了发动机燃烧室效率和燃烧室温度特性。通过试验结果外推计算,真空比冲可以达到323s。计划“十三五”期间实现第三代490N发动机应用。

为了研制出高性能远地点发动机,还需在以下两个方面着重开展研究。

1)高性能喷注器。直流互击式喷注器方案燃烧效率相对偏低,为提高其燃烧效率,可采用先进的直流式喷注器或其它形式的喷注器。在主喷注孔的排列,冷却流量大小及其它喷注参数上开展研究,可进一步提高燃烧效率。

2)抗高温氧化材料。在抗高温氧化材料方面开展进一步研究,包括材料制备工艺、材料检测方面等。国内研制的第三代远地点发动机中拟使用铼/铱材料,在深入研究材料制备、检测、焊接及试验等方面的同时,还可相应开展C/SiC复合材料的应用研究。

推进剂N2O4/MMH,真空推力490N,设计室压1Mpa,混合比1.65,真空比冲>323s,累计工作时间3600 s。喷管面积比330:1。抗高温氧化燃烧室材料铼/铱复合材料或C/SiC复合材料。


我国轨姿控液体火箭发动机材料技术达国际先进水平
时间:[2015-05-19]
   日前,航天材料及工艺研究所制的第三代490N铼铱发动机短喷管顺利通过试车考核,总试车时间为25119s,是我国第一台完成25000s考核指标的铼铱发动机喷管,标志着我国的轨姿控液体火箭发动机材料技术已达到国际先进水平。
   轨姿控发动机主要用于航天飞行器的轨道及姿态控制。铼铱材料发动机为目前国际上最为先进的轨姿控发动机。2011年,我院航天材料及工艺研究所启动了铼铱发动机推力室的研制,目前已突破了铼材料致密成型、铱涂层制备、异种材料连接等一系列技术难题。目前,世界上仅有美国实现了型号飞行试验,从80年代初开始材料研制,1999年进行了第一次飞行试验,研制过程历时十余年。
   总装备部卫星专业组责任专家陈杰总师说:“三代490N铼铱发动机如果取得成功,将是我国空间液体推进第一个、我国液体火箭发动机行业第一个达到世界最先进水平的发动机!”


我国首台490牛发动机通过寿命考核热试车
中国航天报 2016-01-27
近日,中国航天科技集团公司六院801所研制的高性能第三代490牛轨控发动机进行了鉴定级寿命考核高空热试车,试验取得圆满成功。
该发动机是我国首台全尺寸铼铱材料490牛轨控发动机。其通过25000秒鉴定级寿命和性能考核,标志着我国远地点轨控发动机技术达到国际领先水平,为后续我国第三代高性能490牛轨控发动机工程化研制奠定了坚实基础。


第三代490N铼铱发动机通过寿命考核热试车

 2016年年初,航天科技一院下属的航天材料及工艺研究所研制的“490牛高性能铼铱材料发动机推力室”(以下简称“铼铱推力室”)通过试车考核,试车寿命超过25000秒,发动机“比冲”超过国外同类产品,成为世界上最先进的卫星用发动机推力室。

490N轨控发动机 - kktt - 长缨在手  敢缚苍龙
 
  “比冲”是用来衡量发动机性能的指标,“比冲”越高,发动机越先进。铼铱推力室比冲达到325秒,比国际同行的产品高出2秒。
  铼铱推力室项目负责人徐方涛说:“由于卫星携带的推进剂有限,而卫星入轨、调整姿态又得消耗推进剂,所以要想提高卫星的寿命,就必须提高卫星用的液体火箭发动机的性能。据统计,发动机的比冲每提高1秒,可节约数千克燃料,带来近亿美元的经济效益。更重要的是,这是中国人研制的第一型领先世界的液体火箭发动机推力室。”
  早在本世纪初,国内其它单位就已开始研制新一代490牛高性能发动机了,但由于其核心部件——发动机推力室所使用的铼铱材料及相关制备集成工艺不过关,导致进展迟缓。2012年,航天材料及工艺研究所正式接手推力室工程样机的研制工作。研制团队依托在航天材料领域的技术优势,不到4年,就研制出了涉及近10种材料、20余道工序、工艺极为复杂、集成难度极大的铼铱推力室,使其能在2000度的高温下正常运行,解决了新一代卫星用液体火箭发动机最大的技术难题。

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  推力室材料 推力室工作温度
 比冲/s 燃烧室压/Mpa 喷管面积比
 第一代 NbHf合金/“815”涂层体系 1350
 305 0.68 154:1
 第二代A型 NbW合金/“056”涂层体系 1450
 315 0.85 220:1
 第二代B型 NbW合金/MoSi2涂层体系 1600
 318  330:1
 第三代 Re/Ir涂层体系 2000
 325 1.0 330:1
  

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