我国重型燃气轮机的重大突破，将正式护航登月计划

发布时间：2022-11-05 11:16 所属栏目：15 来源：互联网

导读：发动机是很多设备的核心。汽车，火车，轮船，飞机，甚至是航天飞机，发动机都是重中之重。一直以来，燃烧动能都是各国研究的重要课题，从微小的日常生活到探索星辰大海，燃烧的力量都贯彻其中。在工业文明时代，如何提高发动机的燃烧效率，如何高效征服和

　　发动机是很多设备的核心。汽车，火车，轮船，飞机，甚至是航天飞机，发动机都是重中之重。

　　一直以来，燃烧动能都是各国研究的重要课题，从微小的日常生活到探索星辰大海，燃烧的力量都贯彻其中。

　　在工业文明时代，如何提高发动机的燃烧效率，如何高效征服和使用动力，始终是工程师们不断探索的重要领域。

　　重型燃气轮机是是迄今为止效率最高的热-功转换类发电设备，是发电和驱动领域的核心设备，由于其设计和制造的难度极大，集中体现一个国家的工业水平，也被誉为装备制造业“皇冠上的明珠”。
　　
　　对于燃烧动能来说，如何可以达到最高燃烧效率，如何降低自身的重量，如何在高温下也能够充分燃烧才是最主要攻克的课题。

　　从2009年起，东方汽轮机有限公司组建科研团队，相继攻克三大核心部件的关键难题，并于2019年6月18日完成了原型机的制造总装。

　　2019年9月27日，由中国东方电气集团东方汽轮机有限公司历时10年自主研发的国内首台F级50兆瓦重型燃气轮机，于当日12时许启动空负荷试车，整机点火试验一次成功。

　　东方电气已建立完整的重型燃气轮机设计、制造和试验体系。以50兆瓦燃机为基础，可形成自主技术燃机系列产品，广泛用于能源发电、工业驱动等领域。
　　
　　R0110是中国自主研制的第一台重型燃气轮机，它的研制成功预示着中国将成为世界上第五个具备重型燃气轮机研制能力的国家。

　　这对于提高中国的综合国力具有积极推动作用。

　　研制的过程并非是一帆风顺的，其中材料的要求，技术的要求简直苛刻到了极点。

　　在完成了点火和空负荷（设备空转，没有负重）试验后，最重要的带负荷（设备开始有负重，预期为设计的90%负载）实验则是一项重大的考验，一旦通过测试，那么代表着我国在这一领域将迎来巨大突破。

　　燃烧室点火，相当于在 10级的飓风中点燃一根蜡烛，并且要保持稳定的燃烧，这就对燃烧室的设计和点火装置有着极高的要求。

　　随着温度和压力的提升，负荷已经增加到预期的 90%，机器依然稳定运行。
　　
　　这就表明，我国在这一领域的梦想，终于实现。

　　重型燃气轮机的透平叶片，每隔八到十年就需要更换，更换和服务费用相当于购买一台新的燃气轮机。长期以来，这些高温部件只能花费大量资金从国外购买。

　　为了打破这一垄断，形成我国的自主技术能力，科研人员又一次做出了大胆的尝试和创新。

　　重型燃气轮机可分为E级、F级和H级，温度越高，技术等级越高。F级重型燃气轮机工作温度可达1300摄氏度以上，要保障高温透平叶片在金属熔点以上安全稳定工作是一项研发难题。

　　为了解决这个难题，高温透平叶片被设计成空心结构，当叶片高速旋转时，空气进入叶片内部，可以形成对流冷却。

　　其关键工艺部件陶瓷型芯是由特殊陶瓷材料制成，耐受温度超过2000摄氏度，又可以在特殊的碱性溶液里溶解。
　　
　　的研制成功，彻底的为我国在这一领域站稳了脚跟。

　　这就够了么？

　　航天科技集团六院重型火箭发动机的研发副总师陈晖，带领团队，经过十几年的研究终于在2021年3月5日，中国自主研制的 500 吨级液氧煤油火箭发动机，全工况半系统试车，取得圆满成功。

　　500吨级火箭发动机无论是涡轮泵的功率，还是发动机的体积，都相应地增加。在不影响推力和运载能力的情况下，减轻火箭发动机自身的重量，就显得十分重要。

　　这次设计大量运用了数字拓扑技术，使得500吨级重型火箭发动机的自身重量，减少了30%，在推力和载荷之间找到了平衡。

　　500 吨级发动机涡轮泵输出功率高达 12万千瓦，相当于一个小型水电站的功率。重型运载火箭发动机，代表着世界航天动力的最高水平。
　　
　　这代表着，我国的航空运载能力得到巨大的突破提升。

　　这台发动机采用双推力室设计，涡轮泵转速可以达到每分钟16000转，形成75兆帕的强大压力，每秒钟输送的燃料就多达1.6吨。仅用三秒钟，就可以形成最大推力。

　　500吨级液氧煤油发动机的最大推力，是我国现役120吨级发动机的四倍还要多。这将是世界上推力最大的双喷管液氧煤油发动机。

　　用最简单的说法来说，那就是现役我国运载能力最强的长征五号火箭，其运用的4台助推器，就是由8台120吨级的液氧煤油发动机组成。

　　就这样，长征五号火箭的地面推力就达到了1000吨，近地轨道运载能力达到25吨。
　　
　　那么如果装备上500吨级液氧煤油发动机呢？我们就很清楚的明白这代表着什么。

　　据我国的航天规划来看，2030年左右，月球载人飞行，月球基地计划应该就会具体部署实施，而这项液氧煤油发动机技术的重大突破，为我国这一建设打下了最为坚实的基础。

（编辑：ASP站长网）