【科技前沿】

　　光明日報記者 張蕾 光明日報通訊員 榮元昭

　　作為(wei) 航天運載火箭的重要組成部分，固體(ti) 運載火箭由於(yu) 結構簡單、可靠性高、發射前無須加注推進劑、使用維護簡單、易實現大推力、可長時間儲(chu) 存等優(you) 勢，在世界各國航天運載技術發展中占據了重要地位，發揮著重要作用。尤其是近年來小衛星市場的蓬勃發展，以及軍(jun) 事航天領域對快速進入空間的迫切需求，使得響應快速、機動性強、成本低的固體(ti) 運載火箭成為(wei) 世界主要航天大國發展的重點之一。

　　固體(ti) 動力具有先天“基因”優(you) 勢

　　機動性強、反應快速，是固體(ti) 火箭的一大先天優(you) 勢。火箭發展，動力先行。火箭要實現快速、可靠發射，動力係統是關(guan) 鍵。固體(ti) 火箭的動力係統結構相對簡單，發動機本身就是個(ge) 推力室，推進劑預裝在燃燒室內(nei) 。“對於(yu) 龐大的火箭發射係統而言，零件數量更少的固體(ti) 動力係統，在可靠性和機動性方麵顯然有著先天優(you) 勢。”中國航天科技集團四院固體(ti) 發動機專(zhuan) 家王健儒指出。

　　據王健儒介紹，由於(yu) 固體(ti) 推進劑預先裝填進發動機內(nei) ，固體(ti) 火箭運至發射場，測試完成後即可實施發射，無須在發射場提前多天加注燃料和氧化劑，也不需要大量地麵設備、資源進行配合與(yu) 保障，因而可以縮短發射準備周期，確保安全發射。

　　個(ge) 頭雖小，推力恒定，是固體(ti) 火箭的另一大先天優(you) 勢。固體(ti) 推進劑的化學性能穩定，不怕泄漏，對儲(chu) 存的溫濕度以及力學環境要求不苛刻，儲(chu) 存時間和壽命長，燃料本身對發動機殼體(ti) 幾乎沒有腐蝕性，因此固體(ti) 火箭能滿足應急發射的需要。此外，固體(ti) 火箭推進劑的能量密度高，在相同運載能力條件下，火箭可以做得更小、更輕，從(cong) 而提高運輸的靈活性，降低發射成本。

　　正因為(wei) 集長期儲(chu) 存、檢測快速、機動性強、便於(yu) 運輸等特點於(yu) 一身，所以固體(ti) 火箭在機動應急空間發射載荷方麵具有很大的“用武之地”。

　　分段對接讓固體(ti) 助推動力倍增

　　在運載火箭領域，固體(ti) 發動機主要作為(wei) 全固體(ti) 運載火箭的主發動機和捆綁式運載火箭的助推發動機使用。作為(wei) 快速進入空間的主要技術手段，世界主要航天國家均發展有成熟的全固體(ti) 運載火箭。此外，固體(ti) 助推器加液體(ti) 芯級也是國外典型運載火箭動力係統的主要組成方式。目前，在國外捆綁運載火箭中，固體(ti) 助推器占主體(ti) 地位。

　　按照燃燒室的結構形式，固體(ti) 火箭發動機分為(wei) 整體(ti) 式固體(ti) 發動機和分段式固體(ti) 發動機。其中，全固體(ti) 四級運載火箭已經伴隨長征十一號參加了11次飛行，成功將40多顆小衛星送入預定軌道，同時也開創了我國首次在海上發射的紀錄。

　　“固體(ti) 發動機要真正運用到宇航運載領域，必須達到更大的推力才行。”在王健儒看來，分段式固體(ti) 發動機具有推力大、工作時間長、結構尺寸大等特點，是運載火箭實現大起飛推力的有效途徑。同時，采用分段技術，也可大幅降低發動機的技術難度、研製條件難度以及研製成本。

　　為(wei) 了實現固體(ti) 發動機大型化，目前國際上普遍使用分段對接技術，即將燃燒室分成若幹段，每段獨立絕熱、澆注，最終通過模塊化組合裝配，實現在有限直徑內(nei) 大裝藥、大推力的需求。

　　“固體(ti) 火箭本質上就是緩慢燃燒的‘炸藥桶’，一旦分段之間的連接部分出現問題，就會(hui) 導致燃燒不均勻，從(cong) 而引發爆炸。所以，分段式固體(ti) 火箭的製造組裝極為(wei) 複雜困難。”王健儒強調。