天兵科技液体火箭发动机全系统热试车圆满成功，突破我国航天多项首创技术

近日，北京天兵科技有限公司（以下简称“天兵科技”）在成功研制HCP火箭发动机并投入特殊市场的同时，其30吨级液氧煤油发动机“天火-11”成功完成多次全系统热试车。

天兵科技表示，试车中发动机起动平稳，实现了连续变推力，全程工作稳定，各项指标均满足设计要求。其中HCP燃气涡轮启动技术、富氧高压燃气发生器技术、大流量全进气低压比亚声速涡轮技术、高性能气/液喷注器技术、推力及混合比调节器技术、高压高低温及动静密封技术、高压推力室冷却技术、新材料新工艺技术等10余项高难度关键技术得到全面突破。

在天兵科技看来，“天火-11”发动机突破了我国航天多项首创技术。

首先，“天火-11”是国内唯一可重复使用的液氧煤油发动机。其组件按功能模块集成化设计，组件种类少，装配周期短，使用维护性能好；采用HCP燃气涡轮启动技术，具备在线加注和多次点火能力；采用新型的组合喷注器方案，可以实现50～110%连续变推力，能够适应一子级火箭的多次重复使用。

其次，“天火-11”也是国内商业航天领域唯一的闭式循环发动机。天兵科技认为，闭式循环液氧煤油发动机代表火箭发动机最高水平，性能高，技术先进。“天火-11”发动机高达35MPa供应压力、10MPa燃烧压力保证了所有推进剂进入推力室参与燃烧并产生推力，实现推进剂在最优的状态下释放热量，能量利用率高，发动机比冲性能比常见的开式循环高约10%。同时，闭式循环液氧煤油发动机涡轮燃气温度低，燃烧稳定性好，无积碳，但系统耦合度高，研制难度大，目前全世界只有我国和俄罗斯突破和掌握该技术，因此“天火-11”也成为全球商业航天领域首台闭式循环液氧煤油发动机。“天火-11”发动机相对国内外传统的高压补燃循环发动机，采用不锈钢3D打印推力室，系统大幅简化，生产成本更低，可靠性更高，重复使用性能更好，代表着商业火箭发动机的技术发展方向。

最后，“天火-11”还是国内尺寸最大的3D打印发动机。该发动机80%以上组件由不锈钢或高温合金钢3D打印而成，包括燃气发生器、推力室、涡轮泵、集成阀门壳体等核心组件，是国内尺寸最大的3D打印发动机。相对于传统生产工艺，发动机整体结构紧凑，组件数量减少80%，制造周期缩短70～80%，成本降低40～50%。发动机推质比达到100以上，在世界同量级发动机中处于领先水平。

值得一提的是，基于天兵科技在商业航天领域深厚的功底，“天火-11”发动机也成为了目前国内商业航天研制速度最快的发动机。其从方案论证、方案设计、工程投产、组件试验、试车台建设、系统试验、批次验收、总装测试到全系统热试车，都创造了速度传奇。

在业内人士看来，相对于液氧甲烷火箭发动机，由天兵科技自主研发的“天火-11”发动机技术更加成熟可靠，试车采用的煤基煤油由煤炭加工获得，来源更加广泛，价格更加低廉，且不含硫不结焦更利于重复使用。对火箭而言，因煤油密度比甲烷大接近一倍，同等起飞质量的中型火箭，液氧煤油火箭的运载能力可提升20%。

天兵科技表示，公司研制的“天火-11”液氧煤油发动机，采用了世界先进的动力系统循环方案，使得其火箭具备高性能、高安全、高可靠、无毒环保和可重复使用等多重优势，可兼容国内所有靶场发射保障条件，符合我国航天液体动力主方向。

据天兵科技透露，“天火-11”发动机还将进行极限工况试车和可靠性增长试验，完善发动机设计，不断提高发动机可靠性。随后，发动机将参加天兵科技今年的“天梭”重复使用一子级火箭飞行试验和“天龙”运载火箭入轨飞行试验，验证我国液氧煤油火箭发动机多次重复使用技术，推动我国商业航天从“固”到“液”代的跨越，成为我国建设航天强国的重要支撑和有力补充。