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[发动机] 液氧煤油高压补燃发动机研究进展(500吨级液氧煤油发动机首次燃气发生器-涡轮泵联试...

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naugty 发表于 2012-1-10 20:21 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 naugty 于 2016-8-5 17:12 编辑

11所与北航签订新型发动机研制战略合作框架协议
2012.1.7
本网讯(张 鹏)12月14日,11所与北京航空航天大学宇航学院签订大推力液氧煤油高压补燃发动机研制战略合作框架协议,该所与北航在共同探索产学研相结合的创新体系新模式方面迈出了实质性的一步。
合作达成后,双方将联合组建新型运载火箭大推力液氧煤油高压补燃发动机仿真与多学科优化设计团队,在优势互补,互惠互利的前提下,结成长期战略伙伴关系,重点开展仿真优化工作,实现优势互补、资源共享,进行发动机研制知识平台的开发和建设,提高发动机研制水平;联合开展基础性研究工作,形成技术交流、互派访问学者、互相培养研究生,创新人才培养机制;共同探索产学研相结合的创新体系新模式,提高企业创新能力和高校科研能力,共同提高研究水平。同时也为双方以后在其他项目上的合作建立基础。
文章来源:航天六院
=======================
这一消息说明为登月预研的3300KN/6600KN发动机预研已经开始了。
 楼主| naugty 发表于 2012-1-10 20:24 | 显示全部楼层
本帖最后由 naugty 于 2012-12-11 20:03 编辑

YF-100的研究进展 (原创)
YF-100是中国研制的第一代高压补燃液氧煤油发动机,采用自身启动,混合比和推力可调节,单涡轮泵布置。有双摆状态(CZ-6芯级,CZ-7芯级),单摆(CZ-5 3.35米助推器模块),不摆动(CZ-5 2.25米模块)三种技术状态。

YF-100技术规范

地面推力(KN)
1200
真空推力(KN)
1340
地面比冲(m/s)
2942
真空比冲(m/s)
3286
混合比
2.6
室压(MPa)
18
煤油流量(kg/s)
113.3
液氧流量(kg/s)
409.7
推力调节
可调节
混合比调节
可调节
喷管面积比
35


试车信息:
截至2008年5月,共试车XX次, 累计17700秒。
截至2010年6月,共试车107次,累计26000余秒。
截至2012年5月,共试车XX次, 累计32000余秒。

YF-100已经交付CZ-6一级试车发动机,CZ-5 3.35m助推器双机并联试车发动机。

时间研制阶段试车状态
1998
863 涡轮泵联试成功
2000
立项  
2002/5/16
  14:45 首次整机试车成功,第5次整机试车
2005/1/5
  901首次考台试车
2005/3/5
 几百秒 
2005/5/13
初样
200
 
2005/10/30
初样
300
首次300秒长程摇摆整机试车
2005/12/27
初样
400
摇摆试车,转试样
2006/4/17
 
400
 
2006/7/3
试样
600
摇摆试车
2007/9/12
试样
400
双摇摆状态
2008/5/18
试样  
2008/5/28
试样  
2008/9
 
600
首次接近飞行状态、基本满足火箭总体要求的一次试车
2008/12/23
试样
500
满足总体要求的首次飞行状态试车
2009/1/9
   
2009/3
试样
500
飞行状态
2009/3/21
试样
300
 
2009/7/7
试样
280
摇摆试车
2010/11/11
试样 双机并联飞行状态;首次双机联试
2010/11/23
试样 首次双机摇摆试车
2011/9/13
试样 长程摇摆滚控飞行验证试车
2011
试样 固定分机工艺验收试车完成
2012/1/15
试样 首次双机双摆试车
2012/2/8
试样 双机双摆试车
2012/5
试样 工艺验收试车圆满成功
2012/5/28  
交付   
       
项目结题
2012/7/29       交 付      200           2次600秒高工况试车后3000公里转运后  
2012/11/27交付 CZ-6一级动力系统试车

相关材料:
GH4586--涡轮泵材料,γ‘相沉淀强化高温合金,由钢铁研究总院研究成功,宝钢特钢和东特抚顺特钢生产,已经稳定生产。
GH202--推力室和高压燃气管路,由钢铁研究总院研制成功,东特抚顺特钢生产,已经稳定生产。








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 楼主| naugty 发表于 2012-1-10 20:24 | 显示全部楼层
本帖最后由 naugty 于 2012-1-29 16:39 编辑

YF-115研究进展

YF-115是180KN推力级高压补燃发动机,为CZ-6,CZ-7二级使用。
YF-115采用强迫启动方式,推力和混合比可调,具备二次启动能力。

时间
研制阶段
试车
状态
2002
方案论证
 
 
2003/4/15
方案评审
 
 
2004
 
 
总体和组合件设计,评审;燃气发生器高压挤压点火试验,泵水力试验,涡轮吹风等
2005/2/4
 
 
首次燃气发生器-涡轮泵联试
2006/4/21
 
 
首次整机热试车
2007
 
400s   

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fengqiuyizhong 发表于 2012-1-11 07:51 | 显示全部楼层
naugty版主能不能发下YF-77的最新进展呢?

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氢氧的不太熟悉,等这个做好可以尝试一下  发表于 2012-1-11 17:59
diyue 发表于 2012-1-11 09:28 | 显示全部楼层
看来yf100没问题了,可以投入实际使用了,但yf115和yf77不知怎样了,貌似在拉后腿。

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Yf100已经到项目结算阶段了  发表于 2012-1-11 11:03
zoff 发表于 2012-1-11 12:38 | 显示全部楼层
11所与北京航空航天大学宇航学院签订大推力液氧煤油高压补燃发动机研制战略合作框架协议
我还以为是4系,原来是15系这和尚系。。。
陷阱 发表于 2012-1-12 10:08 | 显示全部楼层
yf100推力小了点,不过cz7和cz6用还凑活,cz5就差了很多,希望 330吨级早日立项!
uuiy 发表于 2012-1-15 14:27 | 显示全部楼层
yf-100 yf-77 推力太小,330t愿早日研发。
无事烧纸 发表于 2012-1-15 21:37 | 显示全部楼层
YF115我在这里首次看见,楼主能讲解下吗?

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百度呀  发表于 2012-1-16 01:58
浙江诸暨 发表于 2012-1-15 22:46 | 显示全部楼层
这个应该是330吨级那个吧
flanker 发表于 2012-1-18 04:20 | 显示全部楼层
无事烧纸 发表于 2012-1-15 21:37
YF115我在这里首次看见,楼主能讲解下吗?

15吨的煤油机,CZ6/CZ7用

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后来的资料显示是18吨  发表于 2012-1-18 10:35
 楼主| naugty 发表于 2012-2-21 19:00 | 显示全部楼层
YF-100双机试车消息集合:

新一代运载火箭发动机双机并联试车成功
       11月11日,由我院研制的我国新一代运载火箭大推力发动机,双机并联试车取得圆满成功。该发动机是新一代运载火箭的主动力之一,对于提高我国进入空间能力,满足载人航天、探月工程的任务需求具有十分重要的意义。
  国家国防科工局副局长胡亚枫,集团公司总经理马兴瑞、副总经理袁家军指导了双机并联试车,并重点考察了姿轨控发动机试验区和新型火箭发动机试验区。
  胡亚枫在考察期间,听取了六院近期科研生产情况汇报,并到探月工程满流试车台、姿轨控发动机试车台询问了重点型号发动机研究、制造、试验相关情况。他对六院今年在重点关键技术攻关方面取得的突破性进展表示赞赏和祝贺。他指出,满流试车台建设解决了国家探月工程和载人航天工程今后突破发展的技术瓶颈,是六院干部员工奉献航天、服务祖国的体现之一。
  上午11点,胡亚枫、马兴瑞、袁家军来到新型发动机试验区,登上试车台,仔细查看待试发动机准备情况。12点05分,两台发动机点火工作,随后顺利关机,宣告了我国新一代大推力发动机双机并联试车获得圆满成功。
  试车成功后,胡亚枫高度评价了集团公司及六院在研制大推力发动机方面所付出的努力和取得的成果,并希望发动机系统的研制人员按照国防科工局领导“保进度、保质量、保可靠性、保运载能力”的要求,做好各项工作,为新一代运载火箭提供高可靠的发动机产品。
马兴瑞代表集团公司党组向六院干部员工致以热烈的祝贺。他表示,大推力发动机是确保新一代运载火箭成功的基础,希望大家在此基础上再接再厉,为把我国航天液体动力事业提升到更高水平、满足国家宇航和国防现代化建设需要作出更大的贡献。
陪同考察的领导还有国防科工局系统一司副司长卞志刚,集团公司总工程师孙为钢、宇航部副部长姜乙先,航天一院副院长郝照平、总指挥王珏,我院副院长于衍华等。(张平)
文章来源:航天六院

  
新一代运载火箭发动机首次双机摇摆试车获得成功
本网讯(韦明)11月23日上午,我国新一代运载火箭发动机发动机首次双机并联摇摆试车获得圆满成功。这也是在继11月11日首次双机联试之后,我院液氧煤油发动机研制进程中取得的又一次重大突破。
此次试车,继续考核双机并联发动机工作协调性及可靠性,继续考核双机试车台改造后的适应性,考核发动机不同步关机适应性,考核双机热摇摆适应性并最终获得全部双机特性参数。
文章来源:航天六院

新一代运载火箭发动机双机双摆热试车获得成功
2012/2/6
本网讯(所 宣) 跨越辛卯迎祥龙,亮剑双机铸辉煌。1月15日,在我国农历辛卯兔年岁末之际,在我院新型火
箭发动机试验区,新一代运载火箭发动机首次双机双摆热试车获得成功。
试车当天,中国载人航天工程副总设计师赵宇棋、办公室副主任王兆耀、总体室主任刘晋,科技计划局副局长冯
中堂、建设局副局长雷浪兴、西昌卫星发射基地赵民、尚若鸿副司令员、集团公司有关领导在院长谭永华、副院
长刘志让、栾希亭、周利民等陪同下亲临试验一线指导试车工作。
此次双机试车,是我国新一代系列运载火箭动力系统装置研制的重要一环,也是新型号液体火箭发动机首次双机
双摆热试验。本次试车任务,既要考核发动机工作协调性及可靠性,考核发动机热摆试车适应性及可靠性,又要
考验试车流程和试车台改造方案可行性。相较于之前进行的双机试验,发动机由原来的单摆变成双摆,这也是本
次试车的最大难点和看点。
文章来源:航天六院

新一代运载火箭发动机双机双摆再传佳音
2012/2/21
本网讯(所 宣)2月8日,165所新型火箭发动机试验区龙年新春首试成功奏捷,新一代运载火箭双机双摆试车获
得圆满成功,再次擂响战鼓。院长谭永华、院科技委主任张贵田、副院长栾希亭等领导专家在试验一线指导试车
工作,与参试人员一道共同见证成功时刻。
院工作会后,全体参试人员雷厉风行积极落实工作会精神,用实际行动彰显责任。本次双机双摆试车在上一次试
车的基础上增加了摆动角度,加大了摆动幅度,同时,将实现双机额定工况同时关机。
文章来源:航天六院

点评

期待长七早日试飞  发表于 2012-2-22 16:16
to ssizz: 估计小编没校稿 :)  发表于 2012-2-21 21:09
为什么是“将实现双机额定工况同时关机”,而不是“实现了双机额定工况同时关机”?  发表于 2012-2-21 20:01
hjqh 发表于 2012-2-21 21:33 | 显示全部楼层
naugty 发表于 2012-2-21 19:00
YF-100双机试车消息集合:

新一代运载火箭发动机双机并联试车成功       11月11日,由我院研制的我国新一 ...

摆动角度和摆动幅度有什么区别?
陷阱 发表于 2012-2-22 08:24 | 显示全部楼层
330吨液氧煤油 至少2020-2025年才能首飞,至于660吨级,不知道何年何月
airbus3xx 发表于 2012-2-22 16:06 | 显示全部楼层
还得要加快发动机试车进度才行啊
纸飞机 发表于 2012-2-23 11:25 | 显示全部楼层
YF-115的二次启动功能是起什么作用的?

点评

但现在CZ-6不是已经加装第三级了么?还保留这个设计有何意义?  发表于 2012-2-23 12:40
上面级SSO可能要用吧。  发表于 2012-2-23 11:34
yy1129 发表于 2012-3-15 21:26 | 显示全部楼层
本帖最后由 cmj9808 于 2012-3-16 13:14 编辑

新型火箭即将装上绿色环保“中国心”
中国航天报
          本报讯 日前,由中国航天科技集团公司六院研制的新一代小型运载火箭一子级全系统、飞行状态发动机工艺验收试车获得圆满成功,达到了发动机交付前装配工艺质量、工作特性参数获取等主要试车目的,为产品顺利交付火箭总体奠定了基础。据悉,该发动机即将装备新型运载火箭,踏上新的征程
         该发动机具有推力大、无毒无污染等特点,它的成功研制,使我国成为世界上第二个掌握该发动机技术的国家
    (杨永强 张鹏)
http://210.82.31.84:9000/rp/fs/cp/98/36/20120309/1/content_7.htm

点评

又吹!反正意淫不死人!  发表于 2012-6-10 16:56
会不会今年就射?  发表于 2012-3-15 22:26
折翅的鹰 发表于 2012-3-16 11:16 | 显示全部楼层
yy1129 发表于 2012-3-15 21:26
新型火箭即将装上绿色环保“中国心”
中国航天报
          本报讯 日前,由中国航天科技集团公司六院研 ...

应该不会,没那么快!
 楼主| naugty 发表于 2012-6-10 16:45 | 显示全部楼层
YF-100研制结题:

西安造出新一代大推力火箭发动机《 光明日报 》( 2012年06月10日 03 版)

      本报西安6月9日电(记者杨永林、张哲浩)近日,由中国航天六院生产的“120吨级液氧煤油发动机”正式通过国防科工局现场验收。这种大推力发动机将成为我国未来实施载人航天、月球探测、空间实验室乃至执行深太空探索任务等工程的主要动力。
      据介绍,我国此前发射的神舟系列运载火箭的主发动机,推力都是75吨。随着我国航天事业的发展,75吨推力的发动机已不能满足对更深远太空探索的需求。“120吨级液氧煤油发动机”是航天六院针对上述现状,为我国新一代运载火箭系列研制的无毒、无污染、高性能、高可靠的大推力动力装置,也是今后探月工程、空间实验室乃至深太空探索任务等必要的动力基础,是目前我国推力最大的火箭发动机。
      120吨级液氧煤油发动机核心技术的掌握及研制成功,填补了我国补燃循环发动机的技术空白,使我国成为继俄罗斯之后第二个掌握高压补燃循环液氧煤油发动机技术的国家,实现了从常规有毒推进剂开式循环液体推进技术,到绿色无毒推进剂闭式循环液体推进技术的巨大跨越。未来,将替代现用的常规动力发动机。
      据悉,120吨级液氧煤油发动机是2000年9月通过国家立项,2001年10月转入初样研制,2005年12月转入试样阶段。截至2011年9月,以3台发动机验收成功为标志,航天六院共研制120吨级基本型液氧煤油发动机数十台,累计试车超过32000秒,试样技术状态稳定,达到国家批复的研制目标。它的研制成功,是中国航天动力发展过程中的里程碑。

///////////////////////////////////////////////

验收标准时3台基本型发动机通过验收考核。累计试车32000秒!
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点评

去年9月,完成了固定分机的工艺验收试验。单摆和双摆的验收时间不明,可能是今年。这则消息不必全信  发表于 2012-8-4 23:12
确认不是截至2012年6月么,验收明明是2012年5月28日啊  发表于 2012-8-4 18:34
工作量真大啊。  发表于 2012-6-12 09:35
程序性补齐:六院共研制该型发动机 61台 , 突破了70余项关键技术,掌握了高压补燃循环发动机设计技术。同时,还带动了近50种新材料的研制,促进了相关技术的发展。  发表于 2012-6-10 17:15
 楼主| naugty 发表于 2012-7-30 08:56 | 显示全部楼层
中国航天动力新高度
——中国航天科技集团第六研究院研制新一代大推力火箭发动机纪实
2012年07月30日 来源: 中国科技网 作者: 付毅飞

坚定不移谋创新

    7月29日,中国航天科技集团公司第六研究院(简称六院),新一代大推力120吨液氧煤油火箭发动机点火热试车再获成功。
    这仅是该发动机研制历程中无数次试车成功中的一次,而在业内,此次试车成功却引起了专家学者的高度赞誉。
    “这台储存了3年、此前已经历过两次极限工况热试车考验的发动机,在又一次挑战极限考验中表现完美。”中国航天科技集团总经理马兴瑞说。他介绍,两个月前,国防科工局刚刚完成了对该型号发动机的项目验收,标志着我国成为继俄罗斯之后第二个完全掌握液氧煤油高压补燃循环液体火箭发动机核心技术的国家。如今它再次向世人宣告,中国航天动力的新旧更迭已势不可挡,新一代运载火箭发动机的研制成功,将大大加快中国由航天大国迈向航天强国的步伐。
    院士的泪
    “在新一代运载火箭液氧煤油发动机整机研制初期,失败与挫折是家常便饭。”中国工程院院士、六院科技委主任张贵田如是说。
    发展航天,动力先行。从某种程度来说,人类探索太空的能力,取决于航天发动机的推力。以推举神舟九号与天宫一号圆满完成载人交会对接任务的长征二号F火箭为代表的我国现役长征系列运载火箭,虽已取得举世瞩目的成绩,但其推力已经不能满足未来航天技术发展的需求,研制新一代液体火箭发动机显得格外迫切。
    现阶段我国使用的发动机单台推力是70吨左右,火箭的运载能力9吨上下。120吨级液氧煤油发动机采用了目前世界上最先进的高压补燃循环系统,其推力比我国现有长征系列运载火箭发动机提高60%以上,运载能力是原来3倍左右,不仅采用的推进剂、循环方式与常规发动机不同,在最高压力、涡轮功率、推进剂流量等设计参数上,也比现有发动机高出数倍,在推力吨位、性能方面有大幅度提高。
    与常规发动机相比,液氧煤油发动机还具备诸多的优点:一是推力大;二是没有污染,液氧和煤油都是环保燃料,而且易于存贮和运输;三是经济,比常规发动机推进剂便宜60%;四是可靠性高;五是可重复使用。
    然而,该发动机的研制历程则充满了艰辛。对1999年发生的那次意外,张贵田印象尤为深刻。
    1999年,为进一步验证各组合件的可靠性和准确性,在把工况提高到100吨的状态下,六院于7月组织了组合件联动试验。结果试验发生了燃烧现象,这为科研人员的心中压上了一块巨石。
    晚饭时,航天老专家钱维松劝张贵田:“试验有成有败,不要太难过。”话音刚落,张贵田的眼泪夺眶而出。
    液氧煤油发动机不仅采用的推进剂、循环方式与过去常规发动机不同,而且在推力吨位、性能、可靠性方面比现有发动机有大幅度提高,这就意味着发动机及各部件在比现有发动机更恶劣的条件下工作。这不仅加大了发动机的设计难度,而且对加工、试验设备以及材料、工艺等提出了更高要求。
    对于液体火箭发动机来说,启动和关机是最复杂、最难设计的动态过程,尤其是启动过程,在零点几秒内,发动机的转动件要从不转动加速到每秒几万转的高转速,燃烧组件要从环境温度达到三四千摄氏度的高温,启动过程的每个指令都必须精确到百分之几秒,甚至千分之几秒。任何一个环节设计不好,都可能导致故障甚至爆炸。
    几次整机试车失败后,外界出现了质疑声,这使设计人员的压力越来越大,甚至在睡梦中都常常梦到试车失败的冲天火光和滚滚浓烟。
    为了找到问题的根源,科研人员放弃了休息日,一心扑在工作上,千方百计收集资料,绞尽脑汁寻找故障的症结,利用仿真技术模拟启动失败和爆炸的过程……经过近半年紧张激烈的艰苦攻关,他们终于摸清了试车失败的根源和机理,最终选定了最理想的启动方案和启动程序。
    “六院人的性格如同他们所研制的发动机,意志坚如钢,心中一团火,倾力铸神箭,勇为先行官,朴实又沉稳,甘当铺路石。”六院党委书记黄亮表示,在新一代火箭发动机研制过程中,六院人所表现出的敢打敢拼、不屈不挠和先行一步、领先一路的品格,正是发动机人格化的体现。
    三大难关
    凭着锲而不舍、百折不挠的精神,六院研制人员闯过了一道道技术难关,使发动机连闯涡轮泵联动试验、半系统试验、整机试验三大难关,成功实现整机600秒长程试验。
    由于液氧煤油发动机为高压补燃循环系统,涡轮泵转速高、压力高、功率大,巨大的振动引起产品结构破坏,不能进行长时间与高工况的试车。“减振”便成为整机研制过程中又一个大问题。
    科研人员开展了涡轮泵减振攻关,分析了参与试车的涡轮泵所有数据,特别是高速转子的轴向和径向位移、振动、压力脉动数据。弄清楚了高速转子的动特性、振型和引起振动的主要因素,并加班加点设计生产了高速转子动力学实验装置。
    高速转子动力学实验在该研究院还是首次进行,无任何经验借鉴,技术人员边设计边生产,将近200公斤重的实验装置运到1月最冷的哈尔滨,并自己带上百公斤重的实验用所有装配、实验工装设备。
    实验期间,科研人员不顾零下20摄氏度的严寒,每天从清早开始,一直工作到晚上10点,在两个星期内进行了23种状态的涡轮泵转子动力学实验,找到了影响涡轮泵转子动特性的主要因素。随后根据实验结果确定了对涡轮泵进行改进的措施,并在后续的发动机试车中逐步实施。改进后的涡轮泵振动减小,一次装配能连续进行5次试车,一次试车时间能达到发动机额定工作时间的3倍,终于满足了发动机的要求。
    推力室是整机中最大、结构最为复杂的一个组合件,也是整机研制的关键。由于推力室制造工艺难度较大,为解决这些技术难题,六院组成了工艺、设计、试验以及技术管理人员联合组成的推力室攻关小组。
    攻关小组针对涡轮泵联试中暴露出的问题,进行了新一回合的涡轮泵、阀门等组合件设计工艺改进研究工作。对喷嘴加工、厚壁变截面管成形、内壁螺旋铣槽、头部钎焊、收扩段胀型等关键工艺技术进行攻关。在研制人员的不懈努力下,经过多个方案多个回合的研制攻关后,终于完成了推力室生产。
    在国外航天专家眼里,建设一座数百吨推力规模的发动机试车台,从主体奠基到正式试验投产,至少要用3年时间,而六院人仅用了一年半。经过考台试车和正式试车的验证,这座亚洲第一试车台的总体设计、技术、设备等指标均达到了国内外先进水平。
    2006年7月3日下午,秦岭深处,漫山碧透,试车台畔,溪水潺潺。随着震耳欲聋的巨响,试车开始。只见导流槽流水哗哗,富氧燃气弥漫山谷。600秒的时间,此刻显得格外漫长。最终,液氧煤油发动机首次长程试车获得成功。
    让中国航天走得更远
    “自2000年国家正式立项进入工程研制的12年间,液氧煤油发动机已先后进行了百余次试车。”著名火箭发动机专家、六院院长谭永华说,“这当中,有饱尝失败的痛苦,但更多的是失败之后,六院人自主创新的步履更加坚实,攻坚克难的步伐更加加快。”
    六院人在收获新一代大推力火箭发动机研制成功喜悦的同时,更成就了中国航天的新高度。12年来,六院科研人员迎难而上,从对高压补燃循环发动机的一知半解,到突破80余项关键和核心技术,先后研制出3种基本型发动机,以及5种适应不同火箭总体的飞行状态发动机。目前,所有飞行状态发动机均已完成考核任务,开始交付火箭总体进行相关试验。届时,中国人的太空之路将会走得更远。
    与此同时,新一代大推力火箭发动机的研制,直接带动了相关产业的发展。谭永华介绍,在六院新一代大推力液氧煤油发动机研制中,为了解决高低温、高压、强氧化、高转速、大功率等问题,六院与相关单位一起研制开发了近50种新材料,包括高强度耐氧化的不锈钢、高温合金、纳米涂层、镀层、橡胶等。在新工艺方面,通过技术攻关突破了30多项关键工艺,其中多项技术达到国内甚至国际领先水平。这些新材料、新工艺一经问世,就受到其他行业的关注和应用,促进了相关产业的发展。
    “发动机技术的一项项突破,不仅直接引领了航天事业的发展,还为国民经济和普通百姓日常生活水平的提高注入了新的科技力量。”谭永华说。(记者 付毅飞)
     《科技日报》(2012-7-30 一版)

本篇文章来源于 科技网|www.stdaily.com
原文链接:http://www.stdaily.com/stdaily/content/2012-07/30/content_500801.htm

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