先进空间推进技术发展思路课件.ppt

1、先进空间推进技术发展思路先进空间推进技术发展思路上海空间推进研究所上海空间推进研究所张民庆张民庆 洪洪 鑫鑫中国宇航学会液体推进专委会暨集中国宇航学会液体推进专委会暨集团科技委液体及特种推进专业组研团科技委液体及特种推进专业组研讨会讨会2014.102014.10，北京，北京 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion1 1、前言、前言定义及分类定义及分

2、类定义定义 空间推进是指用于航天器轨道转移和姿态控制，以及运载器、上空间推进是指用于航天器轨道转移和姿态控制，以及运载器、上面级、武器的辅助控制和机动的推进。面级、武器的辅助控制和机动的推进。 空间推进在航天器上主要作用为轨道机动、位置保持、姿态控制空间推进在航天器上主要作用为轨道机动、位置保持、姿态控制、动量轮卸载、阻力抵消等。轨道机动要消耗较多推进剂，姿态机动要、动量轮卸载、阻力抵消等。轨道机动要消耗较多推进剂，姿态机动要求冲量小、一致性好、响应快，因此要求轨控发动机比冲高，姿控发动求冲量小、一致性好、响应快，因此要求轨控发动机比冲高，姿控发动机冲量小而准确。机冲量小而准确。 上海空间推进

3、研究所Shanghai Institute of Space Propulsion1 1、前言、前言定义及分类定义及分类一般分类一般分类化学推进化学推进：冷气、液化气、热气、单组元、双组元、固体、固液：冷气、液化气、热气、单组元、双组元、固体、固液电推进电推进：霍尔、离子、电阻：霍尔、离子、电阻/ /电弧加热、脉冲等离子、磁等离子、变比冲电弧加热、脉冲等离子、磁等离子、变比冲磁等离子等磁等离子等热推进热推进：太阳热、核热等：太阳热、核热等新概念推进新概念推进：太阳帆、电帆、磁帆、系绳：太阳帆、电帆、磁帆、系绳 、电磁发射等、电磁发射等 上海空间推进研究所Shanghai Institute o

4、f Space Propulsion1 1、前言、前言典型比冲范围典型比冲范围冷气：冷气：60-70 s 60-70 s 热气热气 90-130 s +100%90-130 s +100%单组元：单组元：220-230 s220-230 s无毒无毒 240-265 s +20%240-265 s +20%双组元：双组元：280-325 s280-325 s低温低温 345-375 s +15%345-375 s +15%电弧加热：电弧加热：500 s500 s热推进：热推进：500-1000 s500-1000 s霍尔：霍尔：1500-7000 s1500-7000 s离子：离子：200010

5、000 s200010000 s大功率大功率MPDMPD、VASIMRVASIMR： 5000 s 5000 s无工质推进：无工质推进：比冲无穷大比冲无穷大 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion2 2、国外发展情况、国外发展情况NASANASA空间推进路线图与优先级空间推进路线图与优先级重点发展重点发展4 4方面技术方面技术大功率电推进技术：大功率电推进技术：0.1-1MW0.1-1MW低温推进剂贮存和转移技术：低温推进剂贮存和转移技术：1

6、1年在轨年在轨核热推进：核燃料、反应堆、控制、液氢泵核热推进：核燃料、反应堆、控制、液氢泵900s900s比冲比冲敏捷微型卫星微推进技术：敏捷微型卫星微推进技术：100kg100kg卫星卫星(2012(2012年发布年发布) ) 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion2 2、国外发展情况、国外发展情况单组元推进单组元推进Aerojet 1NAerojet 1N、22N HAN22N HAN单组元推力器单组元推力器 20122012年，美国年，美国AerojetAerojet公司采用美国空军研究实验室提供的公司采用美国空军研究实验室提供的H

7、ANHAN基基推进剂，以及自主研发的催化剂，实现了发动机连续工作推进剂，以及自主研发的催化剂，实现了发动机连续工作600s600s，最长累，最长累计工作计工作41400s41400s。 2012 2012年年8 8月，月，NASA NASA 启动了绿色推进剂飞行演示任务项目，启动了绿色推进剂飞行演示任务项目，AerojetAerojet公公司在司在BallBall公司航天器平台上演示验证了公司航天器平台上演示验证了1N1N HANHAN基发动机，预计基发动机，预计20152015年飞年飞行。行。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion2

8、2、国外发展情况、国外发展情况单组元推进单组元推进欧洲欧洲 1N ADN 1N ADN 单组元推力器单组元推力器 欧洲瑞典空间公司的欧洲瑞典空间公司的ADNADN发动机在发动机在PRSIMAPRSIMA（棱镜）卫星上进行了搭载（棱镜）卫星上进行了搭载演示飞行试验验证。美国演示飞行试验验证。美国NASANASA已经引进该技术。已经引进该技术。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion2 2、国外发展情况、国外发展情况双组元推进双组元推进AerojetAerojet液氧液氧/ /甲烷甲烷100100磅和磅和55005500磅发动机磅发动机 Ae

9、rojetAerojet研制了研制了100100磅液氧磅液氧/ /甲烷空间姿控发动机，于甲烷空间姿控发动机，于20122012年完成年完成了高空模拟试验，能够在宽入口条件范围内可靠点火，并具备精确脉冲了高空模拟试验，能够在宽入口条件范围内可靠点火，并具备精确脉冲工作能力，最小脉宽达工作能力，最小脉宽达40ms40ms，比冲达到了，比冲达到了NASANASA合同要求合同要求317s317s。 5500 5500磅发动机是行星着陆器上升发动机，采用挤压供应系统，在白磅发动机是行星着陆器上升发动机，采用挤压供应系统，在白沙试验场进行了高空试车，累计工作时间为沙试验场进行了高空试车，累计工作时间为18

10、7s187s，比冲达到，比冲达到350s350s。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion2 2、国外发展情况、国外发展情况双组元推进双组元推进马歇尔中心马歇尔中心 15 15磅磅(73N)(73N)液氧液氧/ /甲烷姿控发动机甲烷姿控发动机 马歇尔中心研制的马歇尔中心研制的1515磅液氧磅液氧/ /甲烷姿控发动机用于甲烷姿控发动机用于“梦神梦神”小行星着小行星着陆器姿态控制，并于陆器姿态控制，并于20132013年进行了多次飞行试验。年进行了多次飞行试验。 验证了液氧验证了液氧/ /甲烷用于姿控动力的可行性。甲烷用于姿控动力的可行性。欧

11、洲欧洲 30KN 30KN 液氧液氧/ /甲烷发动机甲烷发动机 欧洲欧洲30kN30kN液氧液氧/ /甲烷发动机用于甲烷发动机用于“织女星织女星”小型运载器上面级的后续小型运载器上面级的后续发展型，该发动机发展型，该发动机20132013年完成了试验模型机设计以及部分组件的试验考年完成了试验模型机设计以及部分组件的试验考核。核。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion2 2、国外发展情况、国外发展情况欧美电推进欧美电推进深空探测深空探测 采用电推进作为主推进，例如美国的采用电推进作为主推进，例如美国的“深空一号深空一号”、“黎明号黎明号”

12、航航天器，日本的天器，日本的“隼鸟号隼鸟号”航天器，欧洲的航天器，欧洲的SMART-1SMART-1月球探测器。月球探测器。 低轨道卫星低轨道卫星 可作为轨道保持、精确控制用，例如美国的可作为轨道保持、精确控制用，例如美国的TacSat 2TacSat 2、欧洲的、欧洲的GOCEGOCE卫星、以色列卫星、以色列VenusVenus卫星。卫星。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion2 2、国外发展情况、国外发展情况欧美电推进欧美电推进地球同步轨道卫星地球同步轨道卫星 电推进在广泛应用于南北位保的基础上，扩展执行部分轨道提升任电推进在广泛应

13、用于南北位保的基础上，扩展执行部分轨道提升任务，某些应用场合并向全电推进方向发展。例如，美国务，某些应用场合并向全电推进方向发展。例如，美国A2100MA2100M平台采用平台采用AerojetAerojet的的BPT-4000BPT-4000霍尔推力器执行轨道转移和位置保持任务，欧美等提霍尔推力器执行轨道转移和位置保持任务，欧美等提出全电推进平台方案。出全电推进平台方案。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion2 2、国外发展情况、国外发展情况全电推进全电推进波音公司波音公司702SP702SP平台平台 2012 2012年年3 3月，

14、波音宣布正在开发中小型全月，波音宣布正在开发中小型全电推进通信卫星平台，并已获得了电推进通信卫星平台，并已获得了4 4颗卫星研颗卫星研制合同。制合同。 卫星发射重量不超过卫星发射重量不超过2000kg2000kg（氙气加注（氙气加注量可达量可达400kg400kg，可承载，可承载500kg500kg，3 38KW8KW功率的功率的载荷，寿命载荷，寿命1515年）。年）。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion2 2、国外发展情况、国外发展情况全电推进全电推进洛马公司洛马公司A2100A2100平台的升级平台的升级 2013 2013年年9

15、 9月，洛马公司宣布正在月，洛马公司宣布正在进行进行A2100A2100平台改造，其中一项重点平台改造，其中一项重点内容就是实现全电推。采用更大推力内容就是实现全电推。采用更大推力的霍尔推力器，使卫星入轨时间比其的霍尔推力器，使卫星入轨时间比其它公司的全电推卫星减少一半。它公司的全电推卫星减少一半。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion2 2、国外发展情况、国外发展情况全电推进全电推进德国德国OHBOHB公司公司ElectraElectra平台平台 20132013年年1010月，月，OHBOHB与与SESSES公司联合开发全电推卫星平

16、台公司联合开发全电推卫星平台Electra Electra ，首，首颗卫星计划在颗卫星计划在20182018年发射。平台发射重量约年发射。平台发射重量约2 23t3t，功率，功率8kW8kW，载荷重量，载荷重量700kg700kg。初步考虑配置。初步考虑配置4 4台台5kW5kW级霍尔推力器。级霍尔推力器。ElectraElectra全电推进平台推力器初步布局全电推进平台推力器初步布局Small GEOSmall GEO平台平台 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion2 2、国外发展情况、国外发展情况全电推进全电推进AstriumAstr

17、ium公司、劳拉空间公司公司、劳拉空间公司 也宣布已开展全电推通信卫星平台开发也宣布已开展全电推通信卫星平台开发 计划中的计划中的NASANASA的的OLEVOLEV航天器、美国空军联合航天器、美国空军联合ATKATK公司公司 VIVISATVIVISAT公司公司GEOGEO轨道服务器轨道服务器 广泛采用全电推进平台实现。广泛采用全电推进平台实现。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion2 2、国外发展情况、国外发展情况大功率电推进大功率电推进20122012年美国年美国NASANASA的空间推进路线图的空间推进路线图指出：美国将在未来指

18、出：美国将在未来2020年内应用年内应用50kW50kW、100kW100kW，甚至，甚至MWMW级大功率电推力器；级大功率电推力器；NASANASA格林研究格林研究中心中心已经完成已经完成7kW7kW的的NEXTNEXT离子推力器离子推力器50000h50000h寿命考核，进行了寿命考核，进行了100kW100kW大大功率霍尔推力器点火试验。功率霍尔推力器点火试验。戈达德与戈达德与JPLJPL将联合开发将联合开发15kW15kW的霍尔电的霍尔电推进；推进；密歇根大学密歇根大学正在研制三通道正在研制三通道100kW100kW级霍尔推力器；级霍尔推力器；俄罗斯俄罗斯火炬设计局、中央机械研究院，欧

19、洲火炬设计局、中央机械研究院，欧洲SNECMASNECMA和和AltaAlta公司公司正在研制正在研制202030kW30kW级的大功率霍尔推力器。级的大功率霍尔推力器。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion2 2、国外发展情况、国外发展情况大功率电推进大功率电推进对于深空探测的近期任务对于深空探测的近期任务 目前主要依赖于太阳能驱动的大功率电推进；目前主要依赖于太阳能驱动的大功率电推进； 未来，核电装置配合大功率电推力器将能够承担更广泛的任务。未来，核电装置配合大功率电推力器将能够承担更广泛的任务。NASANASA的规划的规划 201

20、4 2014年实现年实现30kW30kW电推进进行轨道转移能力验证；电推进进行轨道转移能力验证；20182018年实现年实现100kW100kW电推进系统的在轨应用；电推进系统的在轨应用；20222022年实现年实现500kW500kW电推进系统的空间货运。电推进系统的空间货运。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion2 2、国外发展情况、国外发展情况太阳帆推进太阳帆推进日本日本“伊卡洛斯伊卡洛斯”金星探测器金星探测器 世界上第一个太阳帆驱动深空探测器，世界上第一个太阳帆驱动深空探测器，质量质量315kg315kg，20102010年年5

21、 5月月2020日发射。太阳帆由日发射。太阳帆由厚度厚度0.0075 mm0.0075 mm的聚酰亚胺薄膜制成，对角的聚酰亚胺薄膜制成，对角线长线长20m20m。通过控制液晶颜色改变阳光散射。通过控制液晶颜色改变阳光散射率，从而实现转向。率，从而实现转向。20102010年年1212月月8 8日，飞越日，飞越金星。金星。NASANASA开展了技术研究，重点是开展了技术研究，重点是在地面真空试验，试验了其展在地面真空试验，试验了其展开技术。开技术。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion2 2、国外发展情况、国外发展情况太阳热推进太阳热推进

22、太阳热推进利用聚集的太阳光加热工质，使工质温度升高，热膨胀太阳热推进利用聚集的太阳光加热工质，使工质温度升高，热膨胀喷出气流产生推力。喷出气流产生推力。系统主要由聚能器、热交换器、推力器以及工质存储与供应系统组系统主要由聚能器、热交换器、推力器以及工质存储与供应系统组成。成。目前，马歇尔中心开发出目前，马歇尔中心开发出4m4m6m6m的聚能器，能量转换效率达到的聚能器，能量转换效率达到50%-50%-60%60%。系统采用液氢作为推进剂，已经验证了液氢在空间的。系统采用液氢作为推进剂，已经验证了液氢在空间的3030天存储。天存储。推力器推力推力器推力2.5-10N2.5-10N，比冲，比冲70

23、0-860s700-860s，温度，温度2700-3000K2700-3000K。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion2 2、国外发展情况、国外发展情况核热推进核热推进美国从美国从1955 1955 年以来实施了多个发展计划。在年以来实施了多个发展计划。在195519551968 1968 年间投资年间投资了了15 15 亿美元建造并试验了超过亿美元建造并试验了超过20 20 种核火箭反应堆，主要采用铀种核火箭反应堆，主要采用铀-235-235燃燃料、氢气推进剂、石墨慢化剂和铍反射剂。料、氢气推进剂、石墨慢化剂和铍反射剂。近期，围绕登

24、陆火星和小行星，美国重燃对核推进的兴趣，认为核近期，围绕登陆火星和小行星，美国重燃对核推进的兴趣，认为核推进可以作为深空探测的主推进。马歇尔中心开展了推进可以作为深空探测的主推进。马歇尔中心开展了“核低温推进级核低温推进级”(NCPS)(NCPS)项目，该推进级可用于未来的太空发射系统。项目，该推进级可用于未来的太空发射系统。NCPSNCPS源于源于“NERVA”NERVA”计划，但将得益于计划，但将得益于2121世纪新技术，实现更高的堆芯温度和推重世纪新技术，实现更高的堆芯温度和推重比。比。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion2 2

25、、国外发展情况、国外发展情况核电推进核电推进 目前国际上开展核电推进技术研究的国家和地区主要是美国、俄罗目前国际上开展核电推进技术研究的国家和地区主要是美国、俄罗斯和欧洲。斯和欧洲。 美国、俄罗斯从美国、俄罗斯从2020世纪世纪7070年代起就开始论证以载人火星探测、星际年代起就开始论证以载人火星探测、星际货运等为目标的核电推进空间飞行任务，并开展核电推进技术的初步研货运等为目标的核电推进空间飞行任务，并开展核电推进技术的初步研究。究。 2000 2000年以后，美国和欧洲对核电推进技术和应用的研究力度明显加年以后，美国和欧洲对核电推进技术和应用的研究力度明显加强，对载人深空探测的任务规划、任

26、务规模和技术需求等有了较为明晰强，对载人深空探测的任务规划、任务规模和技术需求等有了较为明晰的认识，并有效牵引了核电推进技术的研究。的认识，并有效牵引了核电推进技术的研究。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion2 2、国外发展情况、国外发展情况核电推进核电推进美国美国 2003 2003年，布什批准了年，布什批准了NASANASA提出的提出的“普罗米修斯普罗米修斯”计划。该计划将木计划。该计划将木星冰覆卫星轨道器（星冰覆卫星轨道器（JIMOJIMO）任务点名作为其首个研究项目。核电推进以）任务点名作为其首个研究项目。核电推进以其独有的方

27、式促进了这次任务。其独有的方式促进了这次任务。 2006 2006年，年，JIMOJIMO计划调整，重点转向用核反应堆执行月球表面任务。计划调整，重点转向用核反应堆执行月球表面任务。20102010年美国针对年美国针对20352035年左右的火星探测任务，详细比较了利用年左右的火星探测任务，详细比较了利用50kW50kW500MW500MW电推进执行电推进执行3030250250天的地火轨道转移的不同轨道设计，并估算了天的地火轨道转移的不同轨道设计，并估算了不同情况下的有效载荷能力。不同情况下的有效载荷能力。 针对核电推进空间探测需求，针对核电推进空间探测需求，NASANASA提出了一种提出了

28、一种新的大功率核电推进（核电推进）空间飞行器方案新的大功率核电推进（核电推进）空间飞行器方案，以满足载人火星任务的需求。，以满足载人火星任务的需求。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion2 2、国外发展情况、国外发展情况核电推进核电推进欧洲欧洲 欧洲从欧洲从20092009年开始进行了为期年开始进行了为期3 3年的核电推进（年的核电推进（High Power High Power Electric PropulsionElectric Propulsion，HiPERHiPER）计划，针对未来大载荷空间运输和深空）计划，针对未来大载荷空

29、间运输和深空探测任务，进行大功率电推力器和高效大功率太阳电池阵的研制，并对探测任务，进行大功率电推力器和高效大功率太阳电池阵的研制，并对200kW200kW核电源技术进行了初步研究。核电源技术进行了初步研究。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion2 2、国外发展情况、国外发展情况核电推进核电推进俄罗斯俄罗斯 前苏联前苏联/ /俄罗斯的俄罗斯的ArsenalArsenal设计局的核电推进系统已在卫星上已进行过设计局的核电推进系统已在卫星上已进行过成功试验，验证了核电推进系统空间工作的可行性。成功试验，验证了核电推进系统空间工作的可行性。

30、2009 2009年，梅德韦杰夫发表声明年，梅德韦杰夫发表声明: :俄罗斯将发展太空核飞行器，计划在俄罗斯将发展太空核飞行器，计划在20122012年完成兆瓦级核电推进年完成兆瓦级核电推进( (核电推进核电推进) )系统概念图，系统概念图，20152015年开始建造，年开始建造，20182018年核飞行器将做好发射准备。年核飞行器将做好发射准备。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion3 3、国内进展情况、国内进展情况系统技术系统技术CE-3C

31、E-3探月着陆器探月着陆器 801 801所研制了国内首个变推力空间推进系统，于所研制了国内首个变推力空间推进系统，于1313年年1212月成功实现月成功实现了月面着陆。其中，了月面着陆。其中，1111所设计了国内首个所设计了国内首个7500N7500N变推力发动机，变推力发动机，801801所所研制了研制了570L570L复合材料缠绕金属膜片复合材料缠绕金属膜片贮箱等产品，突破了减重、高精度贮箱等产品，突破了减重、高精度混合比控制和均衡排放控制等关键混合比控制和均衡排放控制等关键技术。技术。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion3 3

32、、国内进展情况、国内进展情况系统技术系统技术星箭一体空间推进系统星箭一体空间推进系统 在在863863支持下，支持下，801801所研制出了首套星箭一所研制出了首套星箭一体推进系统，具有轻质、高压、快响应、预包体推进系统，具有轻质、高压、快响应、预包装特点，采用了国际上独创的轻质、全金属、装特点，采用了国际上独创的轻质、全金属、球型、双组元球型、双组元“双膜共体贮箱双膜共体贮箱”，20132013年取得年取得发射和在轨飞行成功。发射和在轨飞行成功。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion3 3、国内进展情况、国内进展情况系统技术系统技术推

33、进剂均衡排放和混合比控制技术推进剂均衡排放和混合比控制技术 801 801所分别在多个型号的推动下，开展了基于所分别在多个型号的推动下，开展了基于PGSPGS的相关研究工作。的相关研究工作。经地面试验验证，剩余量测量精度、并联贮箱均衡排放指标均可达到要经地面试验验证，剩余量测量精度、并联贮箱均衡排放指标均可达到要求。求。 502 502所在预研和型号的支持下，也开展了相关研究工作，推进剂综合所在预研和型号的支持下，也开展了相关研究工作，推进剂综合利用效率大大提高。利用效率大大提高。 801801所还开展了氧燃独立可控供气法调节混合比的技术，分别在天宫所还开展了氧燃独立可控供气法调节混合比的技术

34、，分别在天宫一号、实践一号、实践1515号飞行器上得到了应用，达到了良好效果。号飞行器上得到了应用，达到了良好效果。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion3 3、国内进展情况、国内进展情况系统技术系统技术新型增压技术气动增压泵新型增压技术气动增压泵 801 801所开展了基于气动泵的新型增压技术研究工作。可实现在轨多次所开展了基于气动泵的新型增压技术研究工作。可实现在轨多次启动、轨控发动机高室压高性能、姿轨控统一供应。启动、轨控发动机高室压高性能、姿轨控统一供应。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space

35、 Propulsion33可编辑可编辑 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion3 3、国内进展情况、国内进展情况系统技术系统技术化学与电推进混合模式推进系统化学与电推进混合模式推进系统 近年来，近年来，502502所开展了混合模式推进系统论证、关键系统技术攻关、所开展了混合模式推进系统论证、关键系统技术攻关、关键单机研制等工作。已经形成了多套混合模式推进系统方案。关键单机研制等工作。已经形成了多套混合模式推进系统方案。全电推进卫星系统全电推进卫星系统启动地面演示项目启动地面演示项目 五院通信卫星事业部针对高轨通信卫星平台组织相关单位正在开

36、展五院通信卫星事业部针对高轨通信卫星平台组织相关单位正在开展地面演示验证项目研究。地面演示验证项目研究。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion3 3、国内进展情况、国内进展情况系统技术系统技术可重复使用飞船推进系统可重复使用飞船推进系统 在五院载人航天总体部的支持下，在五院载人航天总体部的支持下，801801所开展了新一代飞船返回舱可所开展了新一代飞船返回舱可重复使用推进系统的研制攻关，目前已完成可重复使用推进系统方案论重复使用推进系统的研制攻关，目前已完成可重复使用推进系统方案论证、初步方案设计，系统采用模块化设计，充分考虑推进剂快速

37、加注、证、初步方案设计，系统采用模块化设计，充分考虑推进剂快速加注、推进系统快速检测。预计推进系统快速检测。预计20182018年飞行。年飞行。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion3 3、国内进展情况、国内进展情况空间补加与燃料站技术空间补加与燃料站技术推进剂补加与增压气体回用技术推进剂补加与增压气体回用技术 801 801所针对天宫二号和空间站核心舱研制了膜盒贮箱、压气机和浮动所针对天宫二号和空间站核心舱研制了膜盒贮箱、压气机和浮动断接器，压气机实现贮箱的增压气体重复使用，膜盒贮箱具备多次接收断接器，压气机实现贮箱的增压气体重复使用

38、，膜盒贮箱具备多次接收推进剂的能力。经过几年的攻关，突破了关键技术，并完成了多轮系统推进剂的能力。经过几年的攻关，突破了关键技术，并完成了多轮系统补加试验。补加试验。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion3 3、国内进展情况、国内进展情况空间补加与燃料站技术空间补加与燃料站技术在轨服务和太空燃料站技术在轨服务和太空燃料站技术 八院八院805805所（所（+801+801所）和五院钱学森实验室（所）和五院钱学森实验室（+502+502所）牵头，在科工所）牵头，在科工局项目支持下，分别开展了在轨服务和太空燃料站研究。局项目支持下，分别开展了

39、在轨服务和太空燃料站研究。 801 801所配合所配合805805所研制了针对表面张力贮箱的推进剂补加地面演示系所研制了针对表面张力贮箱的推进剂补加地面演示系统；统； 502 502所配合钱学森实验室，并在所配合钱学森实验室，并在863-704863-704课题支持下，研制了适用于课题支持下，研制了适用于燃料补给的贮箱、加注泵、高精度流量计等产品。期望在燃料补给的贮箱、加注泵、高精度流量计等产品。期望在“十二五十二五”期期间能够实现该技术的在轨试验验证。间能够实现该技术的在轨试验验证。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion3 3、国内进

40、展情况、国内进展情况低温推进剂在轨贮存技术低温推进剂在轨贮存技术低温推进剂在轨贮存与管理技术低温推进剂在轨贮存与管理技术 针对载人登月着陆器和轨道转移器针对载人登月着陆器和轨道转移器, ,国内开展了低温推进剂在轨贮存国内开展了低温推进剂在轨贮存与管理技术研究。与管理技术研究。 另外，国内另外，国内805805所、所、801801所、哈工大、清华、上海交大、西安交大都所、哈工大、清华、上海交大、西安交大都在开展这方面的研究。研究将重点规划了遮挡防辐射热流结构与材料、在开展这方面的研究。研究将重点规划了遮挡防辐射热流结构与材料、变密度多层隔热材料（变密度多层隔热材料（VD-MILVD-MIL）、低

41、温隔热支撑结构与材料（）、低温隔热支撑结构与材料（PODSPODS）、）、热力学排放（热力学排放（TVSTVS）、蒸汽冷却屏（）、蒸汽冷却屏（VCSVCS）、流体混合、制冷机等技术发）、流体混合、制冷机等技术发展思路。展思路。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion3 3、国内进展情况、国内进展情况单组元推进技术单组元推进技术无毒单元无毒单元HANHAN推进技术推进技术 在在863863支持下，支持下，801801所以新一代飞船等为应用对象开展了所以新一代飞船等为应用对象开展了HANHAN基单元推基单元推进技术研究。分别开展了进技术研究。

42、分别开展了1N1N 、5N5N、60N60N推力器的推力室、推进剂、催化推力器的推力室、推进剂、催化剂、高温材料等研究工作。剂、高温材料等研究工作。(1)1N/5N(1)1N/5N发动机实现了发动机实现了200200启动，一次连续工作时间启动，一次连续工作时间2000s2000s，累计稳态，累计稳态 工作时间工作时间20000s20000s，累计脉冲工作，累计脉冲工作5000050000余次；余次；(2)60N(2)60N比冲比冲224225s224225s，温启动温度，温启动温度120120；最长单次工作时间；最长单次工作时间600s600s，累计，累计 工作时间工作时间1400s1400s

43、；(3)(3)计划首先将用于快响卫星、运载火箭辅助推进和新一代飞船返回舱。计划首先将用于快响卫星、运载火箭辅助推进和新一代飞船返回舱。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion3 3、国内进展情况、国内进展情况单组元推进技术单组元推进技术无毒单元无毒单元ADNADN推进技术推进技术 在在863863支持下，支持下，502502所开展了所开展了ADNADN基基1N1N单元推力器技术研究。目前，比单元推力器技术研究。目前，比冲冲223 s223 s，温启动温度，温启动温度180180，最长单次工作时间，最长单次工作时间100s100s，累计工作

44、时间，累计工作时间1374s1374s，最小脉冲，最小脉冲100ms100ms，脉冲次数，脉冲次数61606160次。次。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion3 3、国内进展情况、国内进展情况双组元推进技术双组元推进技术二代二代490N490N发动机飞行发动机飞行 第二代第二代490N490N发动机于发动机于20122012年年5 5月，完成首次飞行。采用了铌钨合金材月，完成首次飞行。采用了铌钨合金材料及其相应的硅化物涂层，真空比冲达料及其相应的硅化物涂层，真空比冲达315-318s315-318s，累计工作寿命，累计工作寿命2500

45、025000秒秒以上。以上。三代三代490N490N发动机加快研制发动机加快研制 针对两种推力室材料针对两种推力室材料“铼铼- -铱、钽十钨铱、钽十钨”开展研究，完成了原理样机开展研究，完成了原理样机研制，其真空比冲达到了研制，其真空比冲达到了323s323s。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion3 3、国内进展情况、国内进展情况双组元推进技术双组元推进技术7500N7500N变推力发动机变推力发动机 六院六院(11(11所设计所设计) )研制了探月着陆器用研制了探月着陆器用7500N7500N变推力发动机，变推力发动机，5:15:1

46、变比，变比，采用针栓式喷注器，经历了着陆考核，取得了圆满成功。采用针栓式喷注器，经历了着陆考核，取得了圆满成功。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion3 3、国内进展情况、国内进展情况双组元推进技术双组元推进技术二代二代490N490N成果推广应用成果推广应用高性能高性能25N25N发动机发动机 基于铌钨材料涂层体系的基于铌钨材料涂层体系的25N25N双元发动机成功完成了实践双元发动机成功完成了实践1515号飞行器号飞行器飞行试验。真空比冲达飞行试验。真空比冲达300s300s，累计点火时间，累计点火时间3 3万多秒，累计工作次数万多秒

47、，累计工作次数2222万万次。后续将用于多星上面级、探月工程三期等项目。次。后续将用于多星上面级、探月工程三期等项目。1000N1000N变轨发动机变轨发动机 2014 2014年年1 1月在月在101101所完成了高空热试车，所完成了高空热试车，真空比冲达真空比冲达314s314s，燃烧室温度最高，燃烧室温度最高12661266。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion3 3、国内进展情况、国内进展情况双组元推进技术双组元推进技术750N750N变轨发动机变轨发动机 近期，近期，801801所针对东五卫星平台研制的所针对东五卫星平台研制

48、的750N750N发动发动机在北京机在北京101101所完成了全尺寸产品高空模拟试车，所完成了全尺寸产品高空模拟试车，1313次启动，累计点火时间次启动，累计点火时间10601060秒，比冲秒，比冲315.3s315.3s，喉部，喉部温度温度13001300。 之后开展了改进设计之后开展了改进设计, ,预计比冲大于预计比冲大于318s318s。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion3 3、国内进展情况、国内进展情况双组元推进技术双组元推进技术5KN5KN挤压式再生冷却发动机挤压式再生冷却发动机 801 801所针对火箭上面级动力系统，研

49、发了所针对火箭上面级动力系统，研发了5KN5KN再生冷却发动机，并完再生冷却发动机，并完成了摇摆高空热试车。成了摇摆高空热试车。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion3 3、国内进展情况、国内进展情况双组元推进技术双组元推进技术空间高性能低温空间高性能低温LOX/LCH4LOX/LCH4发动机发动机 在在863863的支持下，的支持下，801801所开展了所开展了LOX/LCH4LOX/LCH4发动机点火技术研究，目的发动机点火技术研究，目的是探索低温液氧是探索低温液氧/ /液甲烷轨姿控发动机可靠、重复、长寿命的点火技术液甲烷轨姿控发动

50、机可靠、重复、长寿命的点火技术方案。方案。20142014年完成了点火试验年完成了点火试验, ,验证了电火花和激光点火的可行性。验证了电火花和激光点火的可行性。 同时开展了低温推进剂空间长期贮存技术的研究。同时开展了低温推进剂空间长期贮存技术的研究。 上海空间推进研究所Shanghai Institute of Space Propulsion3 3、国内进展情况、国内进展情况双组元推进技术双组元推进技术高室压复合材料高室压复合材料3000N3000N发动机多次飞行发动机多次飞行 801801所研制，室压所研制，室压3.7MPa3.7MPa，采用，采用C/SiCC/SiC复合材料，与头部采用焊