國內(nèi)首款輕質(zhì)快響應(yīng)低溫電磁閥研制取得成功

近日，上?？臻g推進研究所研制的輕質(zhì)快響應(yīng)低溫閥在低溫地面臺順利通過了300N液氧甲烷姿控發(fā)動機熱試車考核，標志著國內(nèi)首款輕質(zhì)快響應(yīng)低溫電磁閥研制取得成功。

2017年，基于液氧甲烷推進系統(tǒng)演示驗證平臺，上?？臻g推進研究所研制團隊開啟了低溫電磁閥的研制攻關(guān)，2022年11月，在可回收運載火箭型號的牽引下，啟動300N液氧甲烷姿控發(fā)動機電磁閥工程產(chǎn)品的研制。由于該閥工作介質(zhì)為超低溫介質(zhì)，且要滿足輕質(zhì)化要求，如何確保常溫、低溫下的響應(yīng)穩(wěn)定和密封可靠成為研制工作的關(guān)鍵難點。

攻關(guān)團隊綜合比較了十余種方案并反復(fù)迭代，通過采用氣隙隔熱、增加空氣熱阻、減小傳熱途徑等方式，確保加注預(yù)冷過程閥門線圈受低溫推進劑影響較小，從而達到常溫及低溫下的響應(yīng)穩(wěn)定，將閥門線圈的工作溫度設(shè)計在-60～-40℃下。為保證常溫、低溫下的密封可靠性，攻關(guān)團隊還從密封材料的選擇、密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計、材料的低溫處理等方面著手攻關(guān)，閥座采用坡面結(jié)構(gòu)，保證低溫環(huán)境下較高的密封比壓，以及常溫下可靠密封。此外，通過磁路優(yōu)化，研制團隊提高了電磁閥的響應(yīng)速度，使得閥門能在短時間內(nèi)完成開關(guān)動作。

目前，新型快響應(yīng)低溫閥已通過單機鑒定試驗考核，順利通過20000次的過液氮壽命考核，并完成三次發(fā)動機方案熱試驗，實現(xiàn)了常溫及低溫下響應(yīng)性能穩(wěn)定、密封可靠，其響應(yīng)速度和低溫適應(yīng)性達到國內(nèi)先進水平。

作為國內(nèi)首款輕質(zhì)快響應(yīng)低溫電磁閥產(chǎn)品，其成功研制大幅提升了液氧甲烷姿控發(fā)動機的效率和精度，也為后續(xù)低溫空間推進技術(shù)的工程研制提供堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。