2021년 10월 19일 오전 11시 30분, 세계 최대 추력과 최고 질량 대비 충격량, 그리고 실용화 가능성을 자랑하는 중국 자체 개발 일체형 고체 로켓 엔진이 시안에서 시험 발사에 성공했습니다. 이는 중국의 고체 추진력 증강이 상당한 진전을 이루었음을 보여주는 중요한 사건입니다. 이러한 성과는 향후 대형 중량 발사체 기술 개발을 촉진하는 데 매우 중요한 의미를 지닙니다.
고체 로켓 엔진의 성공적인 개발은 수많은 과학자들의 노고와 지혜의 결실일 뿐만 아니라, 텅스텐과 몰리브덴 제품과 같은 다양한 화학 물질들의 기여 없이는 불가능했을 것입니다.
고체 로켓 엔진은 고체 추진제를 사용하는 화학 로켓 엔진입니다. 주요 구성 요소는 외피, 탄두, 연소실, 노즐 어셈블리 및 점화 장치입니다. 추진제가 연소될 때 연소실은 약 3200도의 고온과 약 2×10⁷bar의 고압을 견뎌야 합니다. 우주선의 구성 요소 중 하나라는 점을 고려할 때, 몰리브덴계 합금이나 티타늄계 합금과 같은 가볍고 고강도의 고온 내성 합금 소재를 사용하는 것이 필수적입니다.
몰리브덴계 합금은 몰리브덴을 기지재로 하여 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 텅스텐, 희토류 등의 다른 원소를 첨가하여 만든 비철 합금입니다. 이 합금은 고온, 고압, 내식성이 우수하며 텅스텐보다 가공성이 좋습니다. 또한 무게가 가벼워 연소실에 사용하기에 적합합니다. 그러나 몰리브덴계 합금은 일반적으로 고온 저항성 및 기타 특성이 텅스텐계 합금에 비해 떨어집니다. 따라서 로켓 엔진의 일부 부품, 예를 들어 스로트 라이너나 점화관 등은 여전히 텅스텐계 합금 소재로 제작해야 합니다.
노즐 목 부분의 라이닝은 고체 로켓 모터 노즐 목에 사용되는 재질입니다. 가혹한 작동 환경으로 인해 연료실 재질 및 점화관 재질과 유사한 특성을 가져야 합니다. 일반적으로 텅스텐-구리 복합 재질로 만들어집니다. 텅스텐-구리 재질은 자연발열 냉각 방식의 금속 재질로, 고온에서 부피 변형 및 성능 변화를 효과적으로 방지할 수 있습니다. 자연발열 냉각의 원리는 합금 내의 구리가 고온에서 액화되어 증발하면서 많은 열을 흡수하고 재질 표면 온도를 낮추는 것입니다.
점화관은 엔진 점화 장치의 중요한 부품 중 하나입니다. 일반적으로 화염방사기의 총구에 설치되지만 연소실 깊숙이 들어가야 하므로 구성 재료는 우수한 고온 저항성과 내마모성을 갖춰야 합니다. 텅스텐계 합금은 높은 융점, 높은 강도, 내충격성, 낮은 부피 팽창 계수 등의 우수한 특성을 지니고 있어 점화관 제조에 선호되는 재료 중 하나입니다.
이번 고체 로켓 엔진 시험 가동 성공에 텅스텐 및 몰리브덴 산업이 크게 기여했음을 알 수 있습니다! 차이나텅스텐온라인에 따르면, 이번 시험 가동에 사용된 엔진은 중국항공우주과학기술공사(CASC) 제4연구소에서 개발했으며, 직경 3.5미터, 추력 500톤 규모입니다. 노즐 등 여러 첨단 기술을 적용하여 엔진의 전반적인 성능은 세계 최고 수준에 도달했습니다.
올해 중국이 두 차례의 유인 우주선 발사를 성공적으로 수행했다는 점은 주목할 만합니다. 첫째, 2021년 6월 17일 오전 9시 22분, 선저우 12호 유인 우주선을 탑재한 룽마르치 2F 운반 로켓이 발사되어 니하이성, 류보밍, 탕훙보 세 명의 우주비행사가 성공적으로 우주로 향했습니다. 둘째, 2021년 10월 16일 오전 0시 23분, 선저우 13호 유인 우주선을 탑재한 룽마르치 2F 야오 13 운반 로켓이 발사되어 자이즈강, 왕야핑, 예광푸 세 명의 우주비행사가 성공적으로 우주로 발사되었습니다.
게시 시간: 2021년 12월 19일