科创中国

新材料技术

基于液体火箭发动机的研制需求，开展了适应高低温、高压、大振动、大变形工况的特型金属静密封技术创新。从密封机理、材料和构型设计为源头进行创新，总结形成了特型金属静密封设计流程，突破了加工制造难题，建立了涵盖设计-仿真-制造-检测-试验-评价全流程的特型金属静密封技术体系，为我国新一代大推力液体火箭发动机的研制奠定了基础。成果已成功应用到航空、商业航天、核电、石化等领域，助力天龙一号商业运载火箭完成首飞，保障了我国新一代某型武装直升机、战斗机、无人机等高端军用装备的顺利研制，并在新一代核潜艇反应堆X5上搭载应用。先后攻克20余项技术瓶颈，填补国内多项技术空白，形成了180余种金属密封产。小密封实现大产值，签订合同达7500万元，在国内密封领域已初具规模。实施效果如下。

特型金属静密封的设计制造是液体火箭发动机的关键技术之一，由于发动机介质种类多样、结构空间狭小，并且工作介质具有高压、高温度梯度、强腐蚀、强氧化、深低温等特点，对特型金属静密封的性能提出了严苛的要求。金属静密封如果发生泄漏，将直接影响到发动机乃至火箭的性能和可靠性，甚至产生灾难性后果，历史上美国挑战者号航天飞机的悲剧就是由于密封泄漏引起的。近年来，随着新一代大推力液体火箭发动机的提出，作为我国立足于深空探测、载人登月的主动力系统，新一代液体火箭发动机的推力、系统、结构以及重复使用能力等要求均大幅提升，要求特型金属静密封在更高的压力（最高70MPa）、更宽的温度域（-200℃～870℃）、更多的介质种类下可靠工作，且具有重复使用功能和对管路的变形补偿能力，常规的金属静密封形式已不再能够满足工作要求，因此开展了本项目的技术攻关。

闫方琦 西安航天动力研究所 工程师 牛晋波 西安航天动力研究所 工程师 吕志勇 西安航天动力研究所 工程师