2021年11月5日，由航天科技集团六院自主研制的中国最大推力液体火箭发动机首次整机试车圆满成功。该型发动机设计推力500吨级，采用世界上最大的补燃循环发动机推力室。500吨级液氧煤油发动机的推力是现役120吨级液氧煤油发动机的约四倍 。

这次试车的成功，标志着该型发动机研制取得重大突破 。

您好，中国航天科技集团有限公司六院正在研制一款500吨级液氧煤油发动机，该发动机可以为我国未来重型运载火箭提供强大动力，也可应用于多种构型的大型和中型运载火箭，为大幅度提升我国进入空间能力，提供强大的动力基础。

该发动机采用高压补燃循环，配备单涡轮泵与双燃烧室，干重6.25吨，海平面推力4800千牛，推重比约为78,海平面比冲达到309s。

据悉，该发动机已经完成了多项关键技术攻关，如分级起动、总体布局优化、大尺寸推力室、燃气发生器涡轮泵联试和整机装配等。

此次整机试车，验证了分级起动技术，标志着我国在火箭主动力的起动控制上，创造了国内第一，达到了国际先进。

大跨越

“大块头”有“大智慧”

500吨级液氧煤油发动机不仅是“大力士”，更是“大块头”。发动机长约3.3米，宽约3米，高约4.3米，现役120吨液氧煤油发动机在它面前就是“小弟”，而配套长征二号、三号、四号系列火箭的常温推进剂火箭发动机就更“袖珍”了，不到500吨级液氧煤油发动机的二分之一。阀门研究室主任设计师陈维宇形象地描述着：“500吨级液氧煤油发动机液氧管路直径近500mm,和成年人大腿一般粗，液氧主阀更是比一个足球还大，每秒流过液氧主阀的液氧达到了一吨以上，是世界上用在火箭发动机上流量最大的液氧阀门。”

时钟每滴答一声，就有超过一吨的液氧流经液氧主阀，与燃油在燃气发生器燃烧，产生燃气吹动涡轮，带动泵为液氧和煤油增压，最终在推力室完成燃烧产生推力。“能驾驭这一系列复杂过程的，都是些‘大家伙’”推力室研究室副主任卢钢介绍到。除了世界上流量最大的液氧阀门之外，500吨级液氧煤油发动机还有着世界上流量最大的燃气发生器、高压补燃推力室，而推力室内燃气的核心温度达到了惊人的3000摄氏度以上 。“这是属于补燃发动机的火热心脏。”卢钢说。

500吨级液氧煤油发动机“四肢发达”，“头脑”却不“简单”。这个“大块头”，同时也是一台“智慧发动机”。据重型发动机总体室副主任张晓光和电气系统主任设计师魏京芳介绍，由于采用了先进的机电伺服控制技术，500吨级液氧煤油发动机具备大范围高精度快速调节推力能力 。设计团队还独创了“数字控制三余度、功率驱动双余度”的驱动控制方案和“系统功能失效安全”的故障保护策略 ,进一步保证了发动机调节控制的可靠性。

起飞前，500吨级液氧煤油发动机可对自身状态进行健康诊断 ,确认状态正常后，快速转入额定工况实现起飞。飞行过程采用在线实时健康诊断技术，实时进行健康监测 ,及时向总体“汇报”发动机工作状态 ,一旦异常 ,可关闭故障发动机 ,由总体根据任务需求下达指令 ,调节其他发动机推力、重新优化弹道 ,实现弹道重构 ,将载荷送至目标轨道 ,从而极大提高火箭飞行可靠性。此外，团队还提出了基于泵位移突变检测的发动机涡轮泵故障监控方案。

“这是国内首次，更是国际首次。”主任设计师蒲星星自豪地说，“我们的‘智慧发动机’不仅能适配‘智慧火箭’，如果再加上多次点火等功能，发动机还可拓展应用至可重复使用领域，满足更多任务需求。”

新纪元——首次实现全数字化三维协同设计。三维设计是未来机械产品发展的趋势，六院顺应国家推进革新数字化模式的潮流，决策在重型液氧煤油发动机的研制中率先采用全三维数字化设计。

副所长高玉闪总结道：“在研发模式转型过程中，团队迎难而上，担起了‘探路者’的责任——抓总搭建了基于Pro/E+Intralink+Avidm协同设计平台，又乘胜追击，打通了基于TC+NX协同设计平台的数字化设计之路，进一步推广了液体火箭发动机数字化协同设计；建立厂所IPT团队，将协同理念贯穿三维模型设计过程，工艺提前介入研制流程，设计与工艺充分交底，减少方案反复，提高沟通效率；首次将IPT会签引入三维模型审签流程，实现了设计执行过程全要素的显性化，提升了图样审签过程完善度，确保设计文件、工艺信息的准确交互和传递。”

同时，设计团队系统梳理数字化研制经验，牵头梳理、编写、发布了30余项院、所数字化标准，进一步规范了液体火箭发动机数字化研制流程和方法，促进了全三维数字化研制模式在其他型号的推广和应用。

基于全数字化三维模型，设计团队开展了拓扑优化，大幅减轻发动机重量；首次建立了包含真实物理特性的发动机和联试装置全三维数字样机，在研发过程中，进行了各组件多物理场环境、系统及组件极限偏差、多敏感因素综合偏差的极限包络、发动机系统级匹配特性等全面的仿真分析，降低试验风险；将仿真工作纳入研制流程，仿真分析报告和仿真模型按照编、校、审批进行管理，通过试验数据进一步修正校核仿真模型，固化仿真成果，并建立了仿真评估标准。

通过本次整机试车，全面验证了三维设计、生产、试验的研发流程。

新起点

航天强国建设进入快车道

试车当天，六院党委书记刘志让、副院长李斌、王春民以及院长助理史超等领导亲临现场指导试车。与全体参试人员一起分享了试车成功的喜悦。

试车成功那一刻，所长张晓军感慨道：“500吨级液氧煤油发动机，是我国航天液体动力最高水平的典型代表，整机试车一次成功是中国航天动力发展史上的大事件，将助推我国由航天大国向航天强国迈进！”

院、所领导的讲话令整个研制团队备受鼓舞，大家纷纷表示，作为航天动力人，在航天新征程路上将踔厉奋发，勇毅前进，为航天强国建设打造磅礴动力！

中午的抱龙峪，被久违的阳光笼罩，万山红遍，层林尽染。震耳欲聋的发动机轰鸣戛然而止，紧接着，是震耳欲聋的掌声和欢呼。试车短短数秒，团队却为此付出了十余年的努力。有设计员感慨道，项目确立之时，孩子刚出生；发动机整机试车时，孩子已到初二。这重达6吨多的“大国重器”，究竟倾注了多少心血，只有团队中的每个人最清楚。