近日，長征九號火箭總設計師張智在航天科技集團第十二屆珠海航展媒體通氣會上首次公開介紹了長征九號的有關(guān)情況。其中，關(guān)于這“科幻級”的中國未來火箭之王，何時能走入現(xiàn)實的問題，張智表示，長征九號計劃在2028年至2030年首飛，目前研制進展順利。此外，長征九號將作為中國新一代運載火箭中的一員，不日將于珠海航展上向大家推介。
眾所周知，發(fā)動機在火箭上的重要地位堪比心臟對人體的重要性。想想，若是發(fā)動機這顆“心臟”停止了跳動，也就是沒了動力，火箭動都動不了，哪里還能升天啊！而這也意味著火箭發(fā)動機技術(shù)是航空航天高科技極其重要的組成部分。首先，我們先了解一下長征九號的大概，它的高度超過九十米，箭體直徑為十米級。這點很重要，沒有足夠大且強大的“身體”，怎么裝得下“五臟六腑”，何況還不止五個“心臟”呢。話說，人可是有且僅有一顆心臟，可是吧，這長征九號有著比九尾狐尾巴數(shù)量更多的“心臟”。接著，我們一起來數(shù)一數(shù)長征九號的“身上”到底裝了多少顆“心臟”，這樣我們更能明白其重要性，雖不可言喻，但不容忽視。以下拿出長征九號的幾顆“心臟”供大家想象：
——芯一級配置4臺500噸級推力高壓補燃液氧煤油發(fā)動機
——芯二級配置2臺220噸級推力高壓補燃氫氧發(fā)動機
——芯三級配置4臺25噸推力膨脹循環(huán)氫氧發(fā)動機
——每個助推器配置2臺液氧煤油發(fā)動機
尤為重要的一點是，這些個發(fā)動機的材料要足夠好，才能個個有足夠強的“生命力”推動火箭，使得火箭整體的性能達到最佳水平，從而適應太空環(huán)境對其提出的高要求。因而，通常要求發(fā)動機這顆“心臟”要有極佳的耐高溫、耐極低溫、抗疲勞、抗腐蝕等性能，也要有高的比強度、比剛度和良好的加工性能。其中，比強度也就是“強度－重量比”，由材料的強度（斷開時單位面積所受的力）除以其表觀密度所得。而比剛度也就是“比彈性模量”，是指材料的彈性模量與其密度的比值。
所以呢，不管怎么說，這顆“動力心臟”至少得是高溫合金長成的。而這就得先說說發(fā)動機的工作原理，也就是發(fā)動機是怎么獲得推力的？大部分的火箭發(fā)動機都是靠排出高溫高速燃氣來獲得推力，固體或液體推進劑在燃燒室中高壓燃燒產(chǎn)生燃氣。你想吧，要獲得那么大的推力上太空，這得要多少燃氣?。慷@自然得能持續(xù)耐高溫，在極限超高溫下保持高強度且輕盈的材料——某種高溫合金——才能滿足吧。
據(jù)悉，目前，用于火箭發(fā)動機耐高溫合金的材料主要以一定量的鎳或者鈷為基礎(chǔ)，再添加一些諸如鎢、鉬、錸、鈦、鈮、鉭、錳、鋁、釩等難熔金屬而成。然而，火箭發(fā)動機材料的研發(fā)可不是一般的復雜，需要特殊的配比才能將各種難熔金屬的性能發(fā)揮到極致。當然，這也意味火箭“動力心臟”的材料配方是各國航空航天工業(yè)的核心機密，哪是我等可以知曉的。但是，據(jù)已經(jīng)公開的資料來看，火箭發(fā)動機的噴管、燃氣舵、空氣舵和鼻錐等部件都是采用鎢銅合金材料制成的。鎢銅合金材料的魅力何在？鎢銅合金可以耐得住高溫（3000K~5000K）、經(jīng)得住高溫氣流沖刷，此外，鎢和銅的組合可是“大丈夫”般的存在，“能屈能伸”。為何這么說？銅在高溫下?lián)]發(fā)形成的發(fā)汗制冷作用（銅熔點1083℃），可以降低鎢銅合金表面溫度，這使得采用鎢銅合金制成的發(fā)動機部件可以在高溫極端條件下使用。
