19 октября 2021 года в 11:30 в Сиане успешно прошли испытания разработанного Китаем монолитного твердотопливного ракетного двигателя, обладающего самой большой в мире тягой, самым высоким отношением импульса к массе и возможностью технологического применения. Это событие ознаменовало существенное достижение Китаем потенциала по запуску ракет-носителей с твердотопливными двигателями. Модернизация двигателя имеет большое значение для дальнейшего развития технологий крупных и тяжелых ракет-носителей.
Успешная разработка твердотопливных ракетных двигателей является результатом не только кропотливой работы и мудрости бесчисленных ученых, но и не может обойтись без вклада многих химических материалов, таких как изделия из вольфрама и молибдена.
Твердотопливный ракетный двигатель — это химический ракетный двигатель, использующий твердое топливо. Он состоит в основном из корпуса, заряда, камеры сгорания, сопла и устройства зажигания. При сгорании топлива камера сгорания должна выдерживать высокую температуру около 3200 градусов и высокое давление около 2×10^7 бар. Учитывая, что это один из компонентов космического аппарата, необходимо использовать более легкие высокопрочные высокотемпературные сплавы, такие как сплавы на основе молибдена или титана.
Сплав на основе молибдена — это цветной сплав, образованный путем добавления других элементов, таких как титан, цирконий, гафний, вольфрам и редкоземельные элементы, к молибдену в качестве матрицы. Он обладает превосходной термостойкостью, устойчивостью к высокому давлению и коррозии, а также легче поддается обработке, чем вольфрам. Меньший вес делает его более подходящим для использования в камере сгорания. Однако термостойкость и другие свойства сплавов на основе молибдена обычно уступают сплавам на основе вольфрама. Поэтому некоторые детали ракетного двигателя, такие как горловины и трубки зажигания, по-прежнему приходится изготавливать из сплавов на основе вольфрама.
Облицовка горловины — это материал, используемый для облицовки горловины сопла твердотопливного ракетного двигателя. Из-за суровых условий эксплуатации он должен обладать свойствами, аналогичными материалам топливной камеры и трубки зажигания. Обычно его изготавливают из композитного материала на основе вольфрама и меди. Вольфрам и медь — это металлический материал, обладающий свойством самопроизвольного испарения при высоких температурах, что позволяет эффективно предотвращать деформацию объема и изменение характеристик при высоких температурах. Принцип испарения заключается в том, что медь в сплаве разжижается и испаряется при высокой температуре, поглощая большое количество тепла и снижая температуру поверхности материала.
Трубка зажигания является одной из важных частей устройства зажигания двигателя. Обычно она устанавливается в дульном срезе огнемета, но должна проходить глубоко в камеру сгорания. Поэтому материалы, из которых она изготовлена, должны обладать превосходной термостойкостью и стойкостью к абляции. Сплавы на основе вольфрама обладают превосходными свойствами, такими как высокая температура плавления, высокая прочность, ударопрочность и низкий коэффициент объемного расширения, что делает их одними из предпочтительных материалов для изготовления трубок зажигания.
Как видно, вольфрамовая и молибденовая промышленность внесла свой вклад в успех испытаний твердотопливного ракетного двигателя! По данным Chinatungsten Online, двигатель для этих испытаний был разработан Четвертым научно-исследовательским институтом Китайской корпорации аэрокосмической науки и техники. Он имеет диаметр 3,5 метра и тягу 500 тонн. Благодаря ряду передовых технологий, таких как сопла, общие характеристики двигателя достигли ведущего мирового уровня.
Стоит отметить, что в этом году Китай осуществил два запуска пилотируемых космических аппаратов. А именно, 17 июня 2021 года в 9:22 ракета-носитель Long March 2F с пилотируемым космическим кораблем «Шэньчжоу-12» успешно вывела на орбиту Не Хайшэна, Лю Бомина и Тан Хунбо. 16 октября 2021 года в 0:23 ракета-носитель Long March 2F с пилотируемым космическим кораблем «Шэньчжоу-13» успешно доставила в космос Чжай Чжигана, Ван Япина и Е Гуанфу.
Дата публикации: 19 декабря 2021 г.

