近日，我國新一代載人飛船的主發(fā)動機(jī)通過了地面熱試車和高空模擬熱試車驗(yàn)證。試車全程，發(fā)動機(jī)工作穩(wěn)定，火焰平穩(wěn)，將進(jìn)一步助力我國載人登月宏偉計(jì)劃。那么航天器發(fā)動機(jī)的試驗(yàn)為什么稱為“試車”？為何要進(jìn)行試車？發(fā)動機(jī)熱試車又有哪些注意事項(xiàng)和重要意義呢？

作用關(guān)鍵

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因素眾多

“試車”一詞其實(shí)與中國現(xiàn)代運(yùn)載工具的發(fā)展過程密切相關(guān)。火車和汽車發(fā)展更早，飛機(jī)和火箭則是“后起之秀”，由于兩個階段的間隔時(shí)間不算太長，技術(shù)人員在行業(yè)術(shù)語上繼承了早年的“行話”習(xí)慣，早期火箭發(fā)動機(jī)地面測試一度被稱作“開車”。

隨著技術(shù)不斷發(fā)展，火箭和航天器發(fā)動機(jī)地面測試已經(jīng)形成了一套系統(tǒng)性流程，包括測試前的準(zhǔn)備工作、測試過程中的數(shù)據(jù)采集和分析、測試后的結(jié)果評估和調(diào)整等，“試車”兩字也成為航天行業(yè)針對火箭和航天器發(fā)動機(jī)地面試驗(yàn)的常用說法。

發(fā)動機(jī)熱試車現(xiàn)場

當(dāng)前，航天事業(yè)正在由單純的宇宙空間探索逐步邁向空間資源開發(fā)利用的新階段。航天技術(shù)在導(dǎo)航、通訊、氣象預(yù)報(bào)、資源探索、科學(xué)實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域占據(jù)著日益重要的地位，更在政治、經(jīng)濟(jì)、軍事和科技領(lǐng)域普遍發(fā)揮著巨大作用。

隨著航天任務(wù)的復(fù)雜性不斷加劇，各國對航天器的可靠性要求也不斷提高。為此，越來越多的新概念、新技術(shù)被用于改造航天器及其推進(jìn)系統(tǒng)。其中，發(fā)動機(jī)作為航天器動力裝置的核心，往往需要適應(yīng)復(fù)雜惡劣的工作環(huán)境，因此成為故障敏感多發(fā)之處。一旦在飛行途中出現(xiàn)問題，航天器將損失動力，輕則無法完成任務(wù)，重則釀成慘劇。因此，在任何一臺航天器發(fā)動機(jī)正式投入使用之前，必須通過各種試驗(yàn)對其性能、功能、強(qiáng)度、可靠性等具備充分認(rèn)識和了解，以便安全、有效、合理地使用。

如今，航天器發(fā)動機(jī)的研發(fā)已是綜合性系統(tǒng)工程，涉及多學(xué)科知識領(lǐng)域，包括空氣動力學(xué)、工程熱物理、傳熱傳質(zhì)、機(jī)械、強(qiáng)度、傳動、密封、電子和自動控制等。同時(shí)，發(fā)動機(jī)內(nèi)部的氣動、熱力和結(jié)構(gòu)材料特性非常復(fù)雜，至今還無法通過理論上的詳盡準(zhǔn)確描述來解決，只能通過不斷試驗(yàn)來暴露問題、排查隱患。

總之，采用試驗(yàn)的方法，可以驗(yàn)證發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)的合理性，擴(kuò)展已有的經(jīng)驗(yàn)，還有可能推動科研人員對物理機(jī)理的進(jìn)一步認(rèn)識。此外，發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)能力的提高依賴于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的不斷增加和完備、對已有經(jīng)驗(yàn)的擴(kuò)展以及理論分析的進(jìn)一步完善。

近百年來的國內(nèi)外研制實(shí)踐表明，新型發(fā)動機(jī)的誕生、改進(jìn)和改型都離不開試驗(yàn)，發(fā)動機(jī)的發(fā)展史就是不斷摸索和反復(fù)完善的過程，也就是設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、修改、再制造和再試驗(yàn)的反復(fù)循環(huán)。