近日,株洲北斗产业园一处车间里,金属切削声不绝于耳。测试台上立着一台黑灰色发动机,管路密布、紧凑精巧——这是执宇航天科技(湖南)有限公司(以下简称“执宇航天”)自主研发的全球首台液氧甲烷电动泵压式火箭发动机TRON-001“熯天”。而带领团队在株洲造出这台火箭发动机的是一位“00后”大学生——2003年出生的香港理工大学本科生张子瀚。
站在发动机旁,张子瀚告诉记者:“它和传统火箭发动机最大的区别,是把高温燃气换成了大功率三相交流电动机。”
传统液体火箭发动机靠高温燃气驱动涡轮泵,再带动主叶轮加压。执宇航天的方案则直接用电动机驱动离心泵,省去燃气涡轮和高温密封结构,大幅减重。
“相当于把新能源和火箭发动机结合在了一起。”张子瀚说。没有高温燃气,泵的结构大幅简化,密封难度和成本随之降低。液氧和液态甲烷在零下160多摄氏度保存,燃烧充分、积碳极少,回收后简单检查即可复用。
变推力能力是这台发动机的另一大优势。“传统燃气发动机变推力控制逻辑复杂,40%以下很难实现。电泵只要控制电机转速,电控手段更简单、更精准。”张子瀚介绍,执宇航天的发动机推力调节范围覆盖18%至105%——18%的下探深度为全球最低。
技术原理的革新,很快在试验中得到了验证。
今年1月29日,“熯天”完成20%低工况全系统热试车。7月,高工况热试车成功——18%至65%多个工况累计试车400秒。海平面推力3.2吨、真空版3.7吨、比冲345秒。点火时序、关车时序及建压冲击已优化完成。
“9月底推进100%全工况试车,年底前把100%推力累计试车时长堆积到千秒级,完成可靠性验证和标准化流程,达到可量产阶段。”张子瀚信心满满。
技术实力的另一面是市场的认可。张子瀚透露,执宇航天已与星火传明、赛德雷特、AmpLord等多家卫星企业签署发射意向书,锁定37颗卫星的发射订单。
张子瀚和团队为什么来到株洲造火箭发动机?他说:“国内多个城市递来橄榄枝,但这里最扎实、最务实。”
株洲给出全链条支持:免租场地、人才公寓、融资对接一应俱全。更大的优势在产业集聚。执宇航天得以迅速在株洲建成研发、生产、总装、试验全链条闭环基地。车间里五轴五联动、龙门五轴等设备一应俱全。
“技术人员下楼走三分钟,就能看到自己设计的东西被一点点做出来。在别的地方,这个过程要一两个月,现在周期缩短到两三天。”张子瀚说。