固体火箭发动机试验工是从事什么工作的

从事的工作主要包括：

（1）操作天车等设备将发动机安装、调整在试车台上；

（2）安装电发火管、传感器，并进行标定，充气检漏发动机；

（3）操作真空泵等专用设备，使发动机处于高空模拟环境；

（5）运用光学检测等设备监视测控高空模拟环境状态中的发动机；

（6）制作、选配、安装、调试标准校验装置，完成对测量系统的校验；

（7）使用高速摄、录像机、专用照相机等设备记录、编辑试验过程；

（8）接收指令，控制点火，使用计算机数据采集装置、磁记录器、示波器等仪器测量、检验发动机试验参数；

（9）使用计算机及专用设备检查、分析、处理保养测量仪器、工具、量具、设备，处理使用中出现的一般故障。

下列工种归入本职业：

喷管冷态试验电测工，喷管冷态试验装配工，点火器试验工，固体火箭发动机试验校准安装工，固体火箭发动机试验电测工，固体火箭发动机静止试验装调试，固体火箭发动机试验数据处理工

固体火箭发动机主要由壳体、固体推进剂、喷管组件、点火装置等四部分组成，其中固体推进剂配方及成型工艺、喷管设计及采用材料与制造工艺、壳体材料及制造工艺是最为关键的环节，直接影响固体发动机的性能。固体推进剂配方各种组分的混合物可以用压伸成型工艺预制成药柱再装填到壳体内，也可以直接在壳体内进行贴壁浇铸。壳体直接用作燃烧室。喷管用于超音速排出燃气，产生推力；喷管组件还要有推力矢量控制（TVC）系统来控制导弹的飞行姿势。点火装置在点火指令控制下解除安全保险并点燃发火药产生高温高压火焰用于点燃壳体内的推进剂。

固体火箭发动机是目前小型火箭、火箭炮弹药、多数军用导弹的主流动力源，其燃料易于工业制成，同时便于存储和运输，基本没有挥发性和借助空气传播的毒性，所以安全性比较好，而且寿命很长，能够存储十多年，而液体燃料最多三个月就会变质。

但是固体火箭发动机的燃烧比冲较小、燃烧延续时间较短、同时整体的燃料质量很大、又受到固体燃料燃烧性质的影响，所以用途受到限制。

长征11号运载火箭4月30日再次成功发射，将吉林一号高分03D（04~07）星和高分04A共5颗卫星送往预定轨道。长征11号具备全天候、无依托发射的能力，24小时之内就可完成发射准备。而且该火箭向来以高可靠性著称，自诞生以来13次发射“箭无虚发”，从未失手，共将58颗卫星送入太空。

因此，这次的一箭五星并不算稀奇，真正的厉害之处是：火箭是从黄海南部的海上平台上发射的，是我国第三次海上发射任务。而且这次发射船的航程超过了550公里，并首次实现运载火箭海上“一站式”发射。

所谓一站式发射即总装、总测、出港、发射一体化。火箭在基地完成总装总测后随即转运至港口，一天之内完成转运上发射船。经全系统合练后，航行至预定发射海域即可发射，全过程共计只有三到四天的时间，任务周期缩短了三分之一，同时还减少了运输成本及运输过程可能产生的风险，为将来高频次、批量化的海上发射奠定了坚实的基础。

看到这里，相信大家除了心潮澎湃之外，也会对“海上发射”感到一些新奇。海上发射确实比较少见，在国外航天界也是如此，例如著名的SpaceX公司猎鹰9号火箭，有时会在海上的驳船上回收，但发射时也是老老实实在陆地上。那么海上发射相比传统的陆地发射有什么优势，马斯克的火箭能不能也从海上发射呢？

猎鹰9号在海上的驳船降落回收，是为了在实现火箭第一级回收利用的基础上，最大限度地提高火箭的运力。猎鹰9号一、二级分离后，如果不在海上回收的话，火箭第一级就要飞回发射场，这样的过程消耗的燃料比较多，用于发射卫星的燃料就会减少，从而造成运载能力的降低。

而有了海上回收之后，火箭第一级不必再返回发射场，而只需要消耗较少的燃料就能在海上平台降落。此消彼长之下，运载能力相比陆上回收就提高了不少。但是，不管猎鹰9号在哪里回收，它正常都是在美国佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射的。

但是，火箭并不是随便在任何一个地方发射都可以将航天器送入预定轨道，不同的航天器对轨道的要求不同，火箭也就需要在不同的位置发射，才能更好满足轨道要求。固定的陆上发射地点限制了火箭能力的发挥和发射窗口的选择。如果发射地点可以移动，灵活性就可以大大提高，而实现这一思路的手段就是海上发射。

海上发射并不是最近才出现的，早在1964年至1988年间，意大利罗马大学和美国航空航天局NASA合作，利用位于肯尼亚海岸的“圣马可“固定平台，发射了多枚航天器。1996年，俄罗斯曾将一枚SS-N-23潜射弹道导弹改装为运载火箭，通过战略核潜艇将一颗70公斤重的卫星送入了400公里高的轨道。1998年，俄罗斯又用同样的方法发射了两颗德国的小型通信卫星。

如果说到更加商业化的海上发射，就不能不提一下“海上发射公司”。1995年，美国波音公司、乌克兰南方公司、俄罗斯能源科研生产公司和挪威克韦尔纳公司，共同组建了海上发射公司，建造了一座“奥德赛”海上发射平台，使用俄罗斯的“天顶”号运载火箭在赤道附近开展发射业务，共发射了30多次。

如今，由于火箭的可靠性、经济性和公司债务等问题，奥德赛平台已经很久没有再发射过了。不料近年来我国的海上发射却异军突起，算上这次已经进行了3次发射，而且正处于蒸蒸日上的阶段，未来还大有可为。那么我国为什么又看中了海上发射呢？

主要有这么几个极为诱人的优点，首先就是它可以提高火箭的运载能力。由于海上发射平台是一艘特殊的船只，可以移动，因此可将火箭在送到靠近赤道的区域发射。这样可以充分利用地球自转的速度，节省火箭的推力和燃料，从而显著提高火箭的运力。如果发射的是地球同步卫星，在赤道地区发射还能让卫星直接入轨。

这就是为什么大家都喜欢把发射场尽量建在低纬度地区的原因，例如欧洲在法属圭亚那的库鲁设立的航天中心，纬度只有5度，是国际公认最理想的发射场。我国最南边的发射场是海南文昌发射中心，位于北纬19度，相比库鲁航天中心还有一定差距。

但如果采用在海上发射，就可以不再受发射场地理位置的限制，理论上可以直接把船开到赤道附近去发射，不仅提升运载能力，还能填补我国0至19度倾角卫星发射能力的空白，满足各种倾角卫星的发射需求，而且发射窗口的选择也更加灵活。

海上发射另外一大优势就是能解决落区的安全问题。火箭的第一级、第二级残骸在发射完成后会掉落回地球上的某个区域，即“落区”，如果落在人烟稠密的地区，就有可能造成人身或财产损失。我国西昌、酒泉、太原等发射中心地处内陆，在落区安全问题上受到比较大的限制。

但海上发射就几乎没有落区安全的问题，它可以在远离陆地的海域发射，周围都是汪洋大海，火箭残骸伤人的概率极低。因此可以大幅降低陆地发射时的人员疏散成本。

既然海上发射有这么多的好处，那为什么直到现在还没能大规模推广呢？像SpaceX的猎鹰9号，为啥不既在海上发射又在海上回收呢？其实马斯克未必就不想这么干，毕竟好处多多，但实现起来却并不容易，要看海上发射平台和火箭本身的能力。

猎鹰9号是液体火箭，使用的燃料是煤油+液氧。由于低温的液氧不能在火箭内部长期贮存，因此需要在发射前加注燃料。如果猎鹰9号要改成在海上发射，就要求发射平台具备燃料加注能力，船上要储存燃料，并能实现在发射前的临时加注和测试，这个过程还得十分平稳才行。因此需要一个风平浪静的天气，以及比较大的平台。

“海上发射公司”的奥德赛平台就是这么干的。这个发射平台设计有133米长，60米宽，425米高，重达3万多吨，光支撑平台的4根大圆柱，直径就有10米以上。平台上装有足够的供发射用的煤油和液氧，并可提供20人的食宿，人员在发射前将撤离到平台以外5000米。

与之配套的还有一艘装配指挥船，在港口内它将作为火箭的装配与组装设施，在海上就成为发射指挥控制中心。由此可见，要想实现大个头的液体火箭海上发射，还是相当折腾的。不仅需要巨大的发射平台，装载足够的燃料，还需要各种复杂的保障条件，这都增加了海上发射的难度和复杂程度。

既然这么麻烦，而猎鹰9号的运力又比较足，如果强行把它改成海上发射，所产生的收益未必比付出的代价更大，还是在陆地上发射更简单直接一些。但我国的海上发射则是直接避开了这些问题。

我们的发射平台是由一艘半潜式的驳船改造而成，面积比一个标准的足球场还大。火箭则采用长征11号固体火箭，长208米，起飞质量58吨，主要用于发射中小型卫星，太阳同步轨道的运载能力为400千克。固体火箭的发射相比液体火箭就简单多了，固体燃料可以长期贮存，事先就已经装在了火箭里，不需要临时加注。

而且长征11号的发射方式也很特别，是一种类似洲际导弹的“冷发射”：火箭装在发射筒内，发射时先从筒内弹出一定高度，发动机再点火。固体燃料、发射筒、冷发射，这些特点使长征11号的造型很容易让网友产生“遐想”。

这样一来，长征11号的海上发射就方便得多，它在陆地上的基地里就已装配好，到了海上直接起竖、发射，一气呵成，完全没有“海上发射公司”的天顶火箭那么复杂。以后，长征11号借助海上发射平台，可在不占用宝贵的陆地发射场资源的条件下，以极大的灵活性发射各类小型卫星，具备非常好的市场前景。

我们一直渴望超大运力"长征九号"运载火箭的首发，但是最近传来了另一个好消息，航天迷们为其兴奋不已。就在12月30日，在我国的航天航空名城——西安，中国首个直径最大、装药量最大、工作时间最长的固体分段式助推器试车圆满成功。

这是民用航天32米三分段大型固体火箭发动机地面首次热试车，它的成功意味着我们超大推力火箭或将提前到来。那么为什么我们要研制超大推力发动机呢？固体火箭发动机如此重要？这将给我国的航天事业带来怎样的新格局？

不久前嫦娥五号圆满完成月球挖土任务，成功返回。总负荷820kg的探测器带回来1732g月壤，完成了探月工程四期的"绕、月、回"的收官之作，下一步就是向着载人登月，在月球建立研究基地进发。火星探测器"天问一号"此时距离目的地还有2个多月的时间，我国主导的新一代空间站将在未来两年有长征2F火箭分11次送上太空，这一切亟需超大运力的运载火箭。

2020年是我国航天 历史 上值得永远铭记的一年，长征系列火箭悉数亮相，并有着明显的特征，新老交替，改型、新型研制火箭首发较多，而无论是可回收火箭的前期机型——长征八号首发成功，还是长征十一号固体运载火箭11战全胜，都意味着，我们将开创运载火箭的新纪元。

而从2015年首飞以来，长征11号固体运载火箭已经完成了9次陆地发射，2次海上发射。承担长征11号全部四级固体主发动机的研制生产任务是航空四院，他们从2008年开始，率先开展了120吨整体式大推力固体火箭发动机关键技术研究。2009年3月，120吨大推力整体式固体火箭发动机关键技术考核地面热试车取得圆满成功。2012年，长征十一号火箭正式立项启动研制，2015年首飞。2018年直径32米3分段技术验证固体发动机立项研制，2020年12月30日热试车圆满成功。按照之前的进度，超大推力固体运载火箭将在2年后诞生。

目前长征九号正在进展的研制当中，根据长征八号总工程师之前透露，我们的火箭研制已经具备全数字化模拟平台，预计"921"很快就会面世，但更加令人兴奋的是固体运载火箭的出色表现，从首次执行运载任务以来已经11战全胜，其简单方便，多平台灵活发射的特性让其独特性更加完美，能在海上、移动发射场择机发射，无论是对 星座 进行补充，还是承担太空应急任务，都具有独特的使命性。

2020年5月30日，长征十一号运载火箭将新技术试验卫星G星、新技术试验卫星H星送入预定轨道，"一箭双星"发射取得圆满成功。这里有四个首次:一是首次采用新型发射平台实施发射；二是首次在西昌卫星发射中心执行发射任务；三是首次采用2米直径整流罩；四是

发动机经过筒箭组合运输达2000km。今年12月上旬的成功发射完美成功背后意味着整箭灵活运输，实现了连续11次高精度入轨、连续11次箭上质量零问题、连续11次零窗口准时发射，标志着该型火箭高质量保成功能力再上新台阶。

就在今年（12月30日），32米三分段大型固体火箭发动机地面热试车在西安取得圆满成功。采用分段技术，意味着可以大幅降低发动机技术难度、研制条件难度以及研制成本。而直径大，装药量多，工作时间长，意味着我们的超大推力固体火箭发动机离实际运用很近了。

可能大家对固体火箭不会陌生，"除了在导弹武器装备领域广泛应用外，固体发动机在宇航运载领域的应用也是"风生水起"。迄今，航天四院提供的固体火箭发动机，已先后在我国第一颗人造地球卫星、第一颗返回式卫星、第一颗试验通信卫星以及系列气象卫星发射及载人航天飞船逃逸救生系统中屡建功勋。"

那么本次实验是如何获得圆满成功的呢？

首先分段式固体发动机其实是将发动机燃烧室分成几段，每一段燃烧室独立绝热、浇注，最终通过模块化组合装配，实现有限直径内大装药、大推力的技术需求。这次实验成功很有可能继续将进行更多段组合的固体发动机。这就像我们放烟花一样，一个纸管里多段燃烧，每次推动效果都不太一样。可以想象短短的2年时间就搞定了超大运力，背后有无数个航天的日以继夜。

据四院大推力固体发动机总设计师王健儒介绍：

最值得一提的是采用了"仿真技术"验证了多分段发动机点火瞬态流场的匹配性，这就极大的降低了成本，也更加全面及时的验证了和收集点数数据。"应用了NBR和CFBR组成的复合绝热结构成型方法，突破了低成本大尺寸喷管结构设计与成型技术，更重要的是为大型多分段发动机总装与总测技术研究提供了支撑。"

不仅如此，为例固体发动机和液体发动模块化混合使用，将给长征家族带来新的澎湃动力。而我们渴望的综合性能达到世界先进水平的500t大推力的整体式固体发动机也在进展研究之中，这些都将极大的加快我们深空 探索 的进程。

未来，深空网络中，最耀眼的的颜色将是那一片红。

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