國內(nèi)外上面級發(fā)動機技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

（上海宇航系統(tǒng)工程研究所）

國內(nèi)外上面級發(fā)動機技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

Development Situation and Trend of Domestic and Foreign Upper Stage Engine Technologies

趙自強 劉漢兵 吳志亮（上海宇航系統(tǒng)工程研究所）

近兩年，隨著我國的遠征—1、1A、2上面級相繼完成首飛，“遠征”系列上面級的型譜逐步完善。2015年3月30日，我國長征-3C/遠征—1上面級（又稱“太空擺渡車”）首次發(fā)射成功，將一顆“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。2015年7月25日，長征-3B/遠征—1上面級以一箭雙星方式成功將兩顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。2016年6月26日，長征-7/遠征—1A上面級（升級版“太空擺渡車”）成功將多用途飛船縮比返回艙、傲龍—1空間碎片主動清理飛行器、天鴿飛行器（2個）、在軌加注實驗裝置和翱翔之星等5項6個載荷送入預(yù)定軌道。2016年11月3日，長征—5/遠征—2上面級成功將實踐-17衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，遠征—2上面級是我國目前規(guī)模最大、變軌能力最強的上面級。

1 引言

上面級是介于基礎(chǔ)級火箭與有效載荷之間相對獨立的運載器，具備軌道機動轉(zhuǎn)移能力，將有效載荷送入預(yù)定軌道。上面級一般具有多次啟動、長時間在軌工作、多任務(wù)適應(yīng)等特點。上面級是提高基礎(chǔ)級火箭運載能力和提升任務(wù)適應(yīng)性的有效途徑，從20世紀(jì)50年代開始，以美國和蘇聯(lián)為代表的世界航天強國就開始了上面級研發(fā)，先后研制出了數(shù)十種類型各異、功能多樣的上面級。目前上面級應(yīng)用廣泛，以2011年國外火箭發(fā)射情況為例進行統(tǒng)計，2011年國外火箭發(fā)射共65次，其中使用上面級共41次，占63%。

上面級發(fā)動機是提高上面級運載能力及多任務(wù)適應(yīng)性的關(guān)鍵，因此國外對上面級發(fā)動機技術(shù)非常重視，各航天強國都積極研發(fā)先進的上面級發(fā)動機。本文以主要用于軌道機動的液體推進上面級主發(fā)動機為研究對象，對上面級發(fā)動機現(xiàn)狀和技術(shù)特點進行分析，以期找出一些趨勢性、規(guī)律性的結(jié)果，為我國上面級發(fā)動機后續(xù)的技術(shù)發(fā)展提供借鑒與參考。

2 上面級發(fā)動機需求分析

為使上面級具備較強的軌道機動能力和多任務(wù)適應(yīng)性，對上面級關(guān)鍵的發(fā)動機系統(tǒng)提出了如下需求：

1）比沖高。隨著航天器發(fā)射市場的多樣化發(fā)展，中高軌直接入軌、多星發(fā)射與軌道部署、進入環(huán)月軌道及深空探測等任務(wù)對運載能力大的上面級提出了迫切的需求。發(fā)動機比沖越高，速度增量越大、推進效率越高，從而上面級運載能力越大、任務(wù)適應(yīng)性越強，因此要求上面級發(fā)動機比沖高。

2）多次起動。目前航天器發(fā)射市場上不同軌道的多顆衛(wèi)星組合發(fā)射、低地球軌道（LEO）/中地球軌道（MEO）星座部署等任務(wù)均要求上面級具備多次機動變軌能力，且對上面級機動變軌次數(shù)的需求隨著有效載荷數(shù)量、軌道數(shù)量的增加而增加。此外，為了完成深空探測、地球靜止軌道（GEO）直接入軌等任務(wù)，需要采取靈活的變軌策略，這對上面級長時間軌道滑行與多次啟動能力均提出了較高的要求。因此，為了提高上面級多任務(wù)適應(yīng)性，要求上面級發(fā)動機具備多次起動能力。

3）工作時間長。多星發(fā)射、地球靜止軌道直接入軌、深空探測、星座部署、在軌服務(wù)等任務(wù)均要求上面級具備較長時間在軌工作能力，因此要求上面級發(fā)動機工作時間長。

4）可搖擺。在多星發(fā)射、星座部署等任務(wù)中，為適應(yīng)衛(wèi)星非對稱分離時由于大質(zhì)心偏移帶來的干擾力矩，一般要求上面級主發(fā)動機可搖擺，從而通過發(fā)動機預(yù)先搖擺來對準(zhǔn)上面級與衛(wèi)星組合體的質(zhì)心，以消除此項干擾力矩。

5）其他。另外，要求上面級發(fā)動機適應(yīng)空間環(huán)境、推質(zhì)比大、工作可靠、使用安全、維護方便、成本低。

3 國外上面級發(fā)動機技術(shù)發(fā)展情況

國外上面級發(fā)動機現(xiàn)狀

“阿金納”系列上面級發(fā)動機主要技術(shù)參數(shù)

國外研制了數(shù)十種性能良好、工作可靠的上面級發(fā)動機，以如下典型的上面級發(fā)動機為代表。

（1）美國

1）“阿金納”（Agena）上面級發(fā)動機?！鞍⒔鸺{”是美國第一種具有多次啟動能力并能在軌機動飛行的上面級。“阿金納”上面級與“大力神”（Titan）、“宇宙神”（Atlas）、“德爾他”（Delta）等基礎(chǔ)級火箭組合使用，是首次完成一次發(fā)射8顆衛(wèi)星的運載器，它發(fā)射了美國第一批月球、金星、火星等探測器?！鞍⒔鸺{”系列上面級有阿金納-A、B、D、上升阿金納等4種型號?！鞍⒔鸺{”系列上面級發(fā)動機由貝爾公司研制。

2）“半人馬座”（Centaur）上面級發(fā)動機。

“半人馬座”是世界上第一種以液氧/液氫為推進劑的高能上面級。“半人馬座”上面級與“大力神”、“宇宙神”等基礎(chǔ)級火箭組合使用，發(fā)射了大量月球、火星、木星、金星、太陽等探測器及中高軌衛(wèi)星?！鞍肴笋R座”系列上面級有半人馬座-D、D1-A、D1-T、G1、2、2A、3和通用“半人馬座”等8種型號。“半人馬座”系列上面級發(fā)動機由普·惠公司研制。其中，通用半人馬座上面級是在半人馬座-2A、3基礎(chǔ)上改進而成，根據(jù)不同的任務(wù)需求配置單臺或雙臺RL-10A-4-2發(fā)動機，發(fā)動機噴管可延伸，并采用冗余的點火模塊來提高發(fā)動機點火可靠性。

2014年12月13日完成NROL-35衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)的通用“半人馬座”上面級首次采用單臺RL-10C-1發(fā)動機，其真空推力101.8kN，真空比沖4418N·s/kg。

RL-10A-4-2發(fā)動機

RL-10C-1發(fā)動機

“半人馬座”系列上面級發(fā)動機主要技術(shù)參數(shù)

（2）俄羅斯

1）“弗雷蓋特”（Fregat）上面級發(fā)動機?！案ダ咨w特”上面級是一種自主、靈活的上面級，主要與聯(lián)盟號火箭組合使用，可以把有效載荷送入多種不同的軌道，主要用于多星發(fā)射、中高軌直接入軌、深空探測等任務(wù)。

“弗雷蓋特”系列上面級主要包括弗雷蓋特-M、MT、SB等型號?！案ダ咨w特”上面級采用可搖擺的S5.92發(fā)動機，由奇馬什設(shè)計局研制。S5.92發(fā)動機使用四氧化二氮/偏二甲肼推進劑。通過節(jié)流調(diào)節(jié)，S5.92發(fā)動機有大推力（19.85kN）和小推力（14kN）兩種工作模式，大推力模式可以使“弗雷蓋特”上面級以較大速度變化進行軌道機動，小推力模式可以使“弗雷蓋特”上面級以高精度或者較小速度變化進行軌道機動，大推力模式真空比沖3243.8N· s/kg、小推力模式真空比沖3096.8N·s/kg。S5.92發(fā)動機工作時間900s，可重復(fù)起動20次，已在飛行中驗證了6次重復(fù)起動。

2）“微風(fēng)”（Briz）上面級發(fā)動機?！拔L(fēng)”上面級與“質(zhì)子”（Proton）、“安加拉”（Angara）等基礎(chǔ)級火箭組合使用，主要執(zhí)行地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）、地球靜止軌道（GEO）等中高軌道直接入軌發(fā)射任務(wù)?！拔L(fēng)”系列上面級主要包括微風(fēng)-K、M、KM等型號。

“微風(fēng)”上面級采用可搖擺的S5.98發(fā)動機。S5.98發(fā)動機使用四氧化二氮/偏二甲肼推進劑，真空推力19.62kN，真空比沖3189.9N ·s/kg，工作時間3ks，可重復(fù)起動8次，并且安裝有備份點火模塊，該模塊能夠在主點火程序失敗情況下起動發(fā)動機。

（3）歐洲

歐洲航天局（ESA）研制了多型與阿里安-5（Ariane-5）火箭組合使用的上面級，既有常規(guī)液體上面級EPS、EPSV，也有低溫上面級ESC-A、ESC-B，主要用于地球同步轉(zhuǎn)移軌道等中高軌道直接入軌發(fā)射任務(wù)，且大部分任務(wù)采用“一箭雙星”發(fā)射方式。

1）EPS上面級發(fā)動機。阿里安-5G（基本型）上面級采用可搖擺的“艾斯特斯”（Aestus）發(fā)動機?！鞍固厮埂卑l(fā)動機使用四氧化二氮/一甲基肼推進劑，真空推力29.4kN，真空比沖3151N·s/kg，工作時間1040s，僅可起動一次。

2）EPSV上面級發(fā)動機。EPSV上面級是EPS上面級的改進型，其采用的“艾斯特斯”發(fā)動機真空推力30kN，真空比沖3158N ·s/kg，工作時間1045s，可重復(fù)起動5次。

3）ESC—A上面級發(fā)動機。ESC-A上面級采用可搖擺的HM-7B發(fā)動機。HM-7B發(fā)動機使用液氧/液氫推進劑，真空推力64.8kN，真空比沖4369N ·s/kg，工作時間970s，僅可起動一次。

4）ESC—B上面級發(fā)動機。ESC-B上面級采用“芬奇”（Vinci）發(fā)動機。“芬奇”發(fā)動機使用液氧/液氫推進劑，真空推力180kN，真空比沖4560N ·s/kg，可重復(fù)起動5次。由于長度限制，發(fā)動機采用可延伸噴管。

S5.92發(fā)動機

S5.98發(fā)動機

“艾斯特斯”發(fā)動機

HM—7B發(fā)動機

國外上面級發(fā)動機技術(shù)發(fā)展趨勢

分析國外上面級發(fā)動機的技術(shù)特點及發(fā)展脈絡(luò)，可以看出國外上面級發(fā)動機技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢。

（1）發(fā)動機比沖提高

1）通過發(fā)動機真空比沖的提高來提升發(fā)動機性能，從而提高上面級運載能力?！鞍⒔鸺{”系列上面級從最初的Bell 8048發(fā)動機改進為Bell 809633發(fā)動機，真空比沖從2697N ·s/kg增加至2853.7N·s/kg；半人馬座系列上面級RL-10A-3-3發(fā)動機經(jīng)過多次改進后，優(yōu)化為最終的RL-10A-4-2發(fā)動機，單臺發(fā)動機真空比沖從4354.2N ·s/kg增加至4418N·s/kg。

2）通過使用低溫推進劑大幅提高發(fā)動機真空比沖來提升發(fā)動機性能，大大增強了上面級的空間運輸能力。通用“半人馬座”上面級RL-10A-4-2發(fā)動機使用液氧/液氫推進劑，真空比沖可達4418N·s/kg，比目前使用常規(guī)液體推進劑中真空比沖最高的“弗雷蓋特”上面級S5.92發(fā)動機高1174.2N ·s/kg。采用高比沖的低溫推進劑發(fā)動機可極大地增加上面級總沖，從而大幅提高上面級運載能力，低溫推進劑優(yōu)良的比沖性能吸引了各國發(fā)展低溫上面級發(fā)動機。歐洲航天局研制的ESC-A上面級HM-7B發(fā)動機使用液氧/液氫推進劑，真空比沖達到4369N ·s/kg；ESC-B上面級芬奇發(fā)動機也使用液氧/液氫推進劑，真空比沖高達4560N ·s/kg；俄羅斯研制的安加拉-A5火箭上面級（KVRB）11D56M發(fā)動機使用液氧/液氫推進劑，真空比沖4522N ·s/kg；日本研制的H-2A/B火箭上面級LE-5B發(fā)動機使用液氧/液氫推進劑，真空比沖4393N ·s/kg；印度研制的地球同步軌道衛(wèi)星運載火箭（GSLV MK2）C12上面級發(fā)動機使用液氧/液氫推進劑，真空比沖4429.6N· s/kg。

3）通過可延伸噴管技術(shù)增加發(fā)動機面積比來提高上面級發(fā)動機比沖?！鞍肴笋R座”上面級RL-10A-4-2發(fā)動機憑借著強大的工藝水平采取噴管分段設(shè)計，由一個固定噴管和一個可延伸噴管組成，可延伸噴管使得發(fā)動機面積比增加。ESC-B上面級“芬奇”發(fā)動機也采用可延伸噴管。

（2）發(fā)動機起動次數(shù)增加

發(fā)動機起動次數(shù)增加，一方面可采用軌道滑行的方法提高上面級運載能力，另一方面可提高上面級多任務(wù)適應(yīng)性。因此，國外不少上面級發(fā)動機均從最初的僅能起動一次發(fā)展為可起動多次。美國“阿金納”上面級Bell 8048發(fā)動機只能起動一次，改進后的Bell 809633發(fā)動機可起動3次以上；歐洲航天局的EPSV上面級艾斯特斯發(fā)動機在EPS上面級的基礎(chǔ)上改進，起動次數(shù)從一次增加至5次；歐洲航天局的ESC-A低溫上面級HM-7B發(fā)動機僅能起動一次，ESC-A上面級升級版的ESC-B上面級采用芬奇發(fā)動機，發(fā)動機起動次數(shù)也從1次增加至5次。

國外很多上面級發(fā)動機均可多次起動。俄羅斯任務(wù)適應(yīng)性極強的“弗雷蓋特”（Fregat）上面級S5.92發(fā)動機可起動20次；歐洲織女號（AVUM）火箭上面級RD-869發(fā)動機可起動5次；“質(zhì)子”火箭D系列上面級11D58M發(fā)動機可起動7次。

（3）發(fā)動機工作時間延長

通過發(fā)動機工作時間的延長來提高上面級多任務(wù)適應(yīng)性。“阿金納”上面級Bell 8048發(fā)動機改進為Bell 8096發(fā)動機，工作時間從120s延長至240s，延長了一倍；“半人馬座”上面級RL-10A-3-3A發(fā)動機的工作時間從最初的450s延長至505s。

（4）發(fā)動機可靠性提高

提高發(fā)動機可靠性的措施多種多樣，以下列舉2個有技術(shù)特色的國外上面級發(fā)動機提高可靠性的措施：

1）選用已有成熟的發(fā)動機，從源頭上確保了上面級發(fā)動機的可靠性。“弗雷蓋特”上面級S5.92發(fā)動機在應(yīng)用于“弗雷蓋特”上面級之前已經(jīng)在27種航天器上使用過，成功飛行了30年。

2）采用備份點火模塊，提高發(fā)動機點火工作可靠。微風(fēng)-M上面級S5.98發(fā)動機可重復(fù)起動8次，并且有備份點火模塊，能夠在主點火程序失敗情況下重新起動發(fā)動機。

（5）發(fā)動機成本降低

通過多個型號共用高性能發(fā)動機來使發(fā)動機產(chǎn)品成本降低?！鞍肴笋R座”上面級最新采用的RL-10C-1發(fā)動機充分繼承了德爾他-4火箭RL-10B-2發(fā)動機和通用“半人馬座”上面級RL-10A-4-2發(fā)動機的成熟模塊，繼承了RL-10B-2發(fā)動機的燃燒室、噴注器、噴管以及RL-10A-4-2發(fā)動機的渦輪機、混合比調(diào)節(jié)控制器、點火冗余模塊等部組件。通過對RL-10B-2及RL-10A-4-2兩種發(fā)動機優(yōu)化組合，RL-10C-1發(fā)動機成為一型性能優(yōu)良、可靠性高、成本低的產(chǎn)品，作為“半人馬座”上面級、德爾他-4火箭末子級2個型號共用。

4 國內(nèi)上面級發(fā)動機技術(shù)發(fā)展情況

國內(nèi)上面級發(fā)動機現(xiàn)狀

國內(nèi)現(xiàn)役上面級有遠征-1、2上面級，在研上面級有遠征-3上面級。

遠征-1、2上面級均是在國家某重大專項工程的需求牽引下研制，遠征-1上面級與長征-3A系列火箭組合使用，專用于“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星“一箭一星”或“一箭雙星”發(fā)射任務(wù)。2015年3月30日遠征-1上面級首次發(fā)射成功，將一顆“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，2015年7月25日遠征-1上面級以“一箭雙星”方式成功將兩顆“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。遠征-1上面級采用液發(fā)-50D發(fā)動機，液發(fā)-50D發(fā)動機使用四氧化二氮/偏二甲肼推進劑，真空推力6.5kN，真空比沖3095N ·s/kg，工作時間約1000s，可起動兩次。液發(fā)-50D發(fā)動機為燃?xì)獍l(fā)生器循環(huán)泵壓式液體發(fā)動機，由推力室、渦輪泵、火藥啟動器、燃?xì)獍l(fā)生器、閥門及管路等組成。遠征-2上面級與長征-5火箭組合使用，專用于“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星“一箭四星”發(fā)射任務(wù)。遠征-2上面級采用液發(fā)-51D發(fā)動機，由液發(fā)-50D雙機并聯(lián)組成，真空推力13kN。液發(fā)-51D發(fā)動機真空比沖、工作時間、起動次數(shù)等其它性能與液發(fā)-50D相同。

遠征-3上面級與長征-2D、4B等火箭組合使用，主要用于中小衛(wèi)星異軌多星發(fā)射及星座組網(wǎng)部署。遠征-3上面級采用可搖擺的液發(fā)-5000發(fā)動機，該發(fā)動機使用四氧化二氮/偏二甲肼推進劑，真空推力5kN，真空比沖3000N ·s/kg，工作時間1000s，可起動21次。液發(fā)-5000發(fā)動機為擠壓式再生冷卻發(fā)動機，由推力室、閥門、搖擺框架及管路等組成。

國內(nèi)長征-3A系列火箭三子級液發(fā)-75發(fā)動機使用液氧/液氫推進劑，可起動兩次，單臺發(fā)動機真空推力82.8kN，真空比沖4292.4N ·s/kg，性能較好，可以作為對起動次數(shù)要求不高、用來提高基礎(chǔ)級火箭運載能力的上面級發(fā)動機使用。同時，目前國內(nèi)也在開展20kN、30kN低溫上面級發(fā)動機預(yù)先研究。20kN低溫上面級發(fā)動機使用液氧/煤油推進劑，真空推力20kN，真空比沖3488.8N ·s/kg，可起動10次；30kN低溫上面級發(fā)動機使用液氧/甲烷推進劑，真空推力30kN，真空比沖3544.7N ·s/kg，可起動20次，工作時間1000s。

此外，國內(nèi)“神舟”飛船2.5kN發(fā)動機、嫦娥-5軌道器3kN發(fā)動機、嫦娥-3著陸器7.5kN發(fā)動機等發(fā)動機均采用常規(guī)液體推進劑，真空推力約2920～3058N·s/kg，可多次起動，能夠作為對發(fā)動機比沖要求不高、用來提高多任務(wù)適應(yīng)性的上面級發(fā)動機使用。

與國外上面級發(fā)動機的差距

與國外先進的上面級發(fā)動機技術(shù)相比，我國在上面級發(fā)動機技術(shù)發(fā)展上的主要差距如下：

1）國內(nèi)現(xiàn)役及在研的常規(guī)液體上面級發(fā)動機比沖較低，發(fā)動機性能有待提高。遠征-1、2上面級液發(fā)-51D、50D發(fā)動機真空比沖3095N ·s/kg，比“弗雷蓋特”上面級S5.92發(fā)動機低148.8N· s/kg；遠征-3上面級FY-5000發(fā)動機真空比沖3000N· s/kg，比“弗雷蓋特”上面級S5.92發(fā)動機低243.8N· s/kg。

2）國內(nèi)現(xiàn)役及在研的上面級發(fā)動機沒有使用高性能低溫推進劑，發(fā)動機性能相對較低。國內(nèi)“遠征”系列上面級發(fā)動機均采用可貯存的常規(guī)液體推進劑，真空比沖3000～3095N ·s/kg，比ESC-B低溫上面級芬奇發(fā)動機低1465～1560N ·s/kg。而國內(nèi)使用液氧/煤油、液氧/甲烷推進劑的低溫上面級發(fā)動機預(yù)研剛起步，短期內(nèi)尚不能裝備于上面級上進行應(yīng)用。

3）目前國內(nèi)遠征-1、2上面級泵壓式液發(fā)-51D、50D發(fā)動機僅能起動兩次，發(fā)動機起動次數(shù)較少，遠征-1、2上面級只能用于抬升軌道來提高基礎(chǔ)級火箭的運載能力，多任務(wù)適應(yīng)性較差。

5 我國上面級發(fā)動機技術(shù)發(fā)展建議

通過對國外上面級發(fā)動機技術(shù)特點與發(fā)展趨勢進行分析，結(jié)合我國上面級發(fā)動機技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，為了縮小與國外先進上面級發(fā)動機的技術(shù)差距，對于我國上面級發(fā)動機技術(shù)的未來發(fā)展提出如下幾點建議：

1）提高常規(guī)液體上面級發(fā)動機性能。提高上面級發(fā)動機性能可以增大上面級的運載能力，提升上面級多任務(wù)適應(yīng)性。建議對現(xiàn)役及在研的常規(guī)液體上面級發(fā)動機采取改進與優(yōu)化設(shè)計、使用新材料、采用新工藝等措施來提高發(fā)動機性能。例如，可使用復(fù)合材料噴管以減輕發(fā)動機結(jié)構(gòu)重量，提高發(fā)動機推質(zhì)比。

2）提高泵壓式上面級發(fā)動機起動次數(shù)。目前國內(nèi)泵壓式液發(fā)-51D、50D發(fā)動機僅可起動兩次，發(fā)動機起動次數(shù)較少，遠征-1、2上面級很難滿足不同任務(wù)的發(fā)射需求。建議開展上面級泵壓式發(fā)動機系統(tǒng)及各組件多次起動技術(shù)研究，突破其關(guān)鍵技術(shù)。

3）確保上面級發(fā)動機高可靠。為了確保上面級發(fā)動機高可靠，可采取以下措施：①在滿足功能性能的基礎(chǔ)上，盡量采用簡單的發(fā)動機系統(tǒng)設(shè)計方案，并減少發(fā)動機零部件數(shù)量，尤其是活動部件的數(shù)量；②組成發(fā)動機系統(tǒng)的部件、組件盡量選用成熟產(chǎn)品；③在發(fā)動機生產(chǎn)過程中盡量簡化制造工藝。

4）發(fā)展低溫上面級發(fā)動機。隨著航天推進技術(shù)的發(fā)展，不但要求發(fā)動機具有良好的性能，而且要求其對環(huán)境的污染小。低溫上面級發(fā)動機具有高比沖、綠色無毒等優(yōu)點，其性能優(yōu)于常規(guī)液體上面級發(fā)動機，是國內(nèi)外上面級發(fā)動機技術(shù)發(fā)展的趨勢。常用的低溫推進劑有液氧/液氫、液氧/煤油、液氧/甲烷，建議盡快開展以液氧/液氫、液氧/煤油、液氧/甲烷作為推進劑的上面級發(fā)動機方案研究與關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，尤其需重點解決低溫上面級發(fā)動機適應(yīng)空間環(huán)境、推進劑長期在軌蒸發(fā)量控制等難題。

5）開展上面級發(fā)動機變推力技術(shù)研究?？勺兺屏Φ纳厦婕壈l(fā)動機能夠使上面級在不同飛行任務(wù)段采用不同大小的推力，從而增加上面級軌道機動的靈活性，提高上面級多任務(wù)適應(yīng)性。通過改變推進劑流量進行混合比調(diào)節(jié)等措施可實現(xiàn)上面級發(fā)動機變推力。建議開展上面級發(fā)動機變推力技術(shù)研究，突破其關(guān)鍵技術(shù)。

6）跟蹤上面級發(fā)動機前沿技術(shù)。采用高能先進動力以進一步提升上面級發(fā)動機性能是未來上面級發(fā)動機技術(shù)發(fā)展的趨勢之一，建議緊密跟蹤國外對于電推進、核推進、離子推進、太陽能推進、混合推進等先進動力應(yīng)用于上面級發(fā)動機的研發(fā)進展，可盡早開展采用先進動力的上面級發(fā)動機技術(shù)預(yù)先研究。

6 結(jié)束語

常規(guī)液體上面級發(fā)動機比沖提高、使用低溫?zé)o毒推進劑、發(fā)動機起動次數(shù)增加、發(fā)動機工作時間延長、發(fā)動機可靠性提高、發(fā)動機成本降低是上面級發(fā)動機技術(shù)未來發(fā)展的幾個趨勢。我國上面級發(fā)動機研制起步較晚，其技術(shù)水平與國外相比還有較大差距，建議國內(nèi)上面級發(fā)動機研制在已有基礎(chǔ)上，采取以下措施來縮小與國外上面級發(fā)動機的技術(shù)差距：①通過逐步改進來提高現(xiàn)役及在研上面級發(fā)動機性能；②通過研制低溫上面級發(fā)動機實現(xiàn)發(fā)動機比沖性能質(zhì)的提升；③不斷積累上面級發(fā)動機變推力技術(shù)。以此通過上面級發(fā)動機技術(shù)的進步來支撐我國先進上面級的技術(shù)發(fā)展。