近日，据俄罗斯媒体 道，俄罗斯动力机械科研生产联合体将对位于莫斯科的大型火箭发动机试车台进行升级改造，以便测试改进型的RD-171、RD-180、RD-191等火箭发动机。
那么，各国研制火箭发动机的过程中试车台会发挥哪些作用？
航天科技集团六院165所抱龙峪试验区901试车台
不可缺少的试车台
航天要发展，动力要先行，火箭发动机是研制运载火箭的基础，决定了人类进入太空的能力。但是，要研制出一台合格的火箭发动机，建立一座专门用于测试发动机的试车台则是必不可少的环节。
火箭发动机的研制不能纸上谈兵，设计出来的发动机能不能用，是否合格，只有通过实际点火测试后才知道。
有读者可能会问，如今有了计算流体动力学（CFD）等先进技术，且计算能力得到了飞速发展，难道火箭发动机的点火过程还不能模拟吗？
这还真说对了，CFD等计算模拟技术远远无法替代实际测试工作。就拿美国云计算巨头亚马逊的总裁贝索斯建立的蓝色起源公司来说，该公司研制的BE-4火箭发动机，靠着亚马逊这颗计算能力超强的“大树”，发动机的研制还是磕磕碰碰，首次点火以失败告终。
这是因为火箭发动机的涡轮泵、燃气发生器和推力室的工作十分复杂，单靠理论设计和模拟心有余而力不足。
相反，美国SpaceX公司研制的猛禽火箭发动机，其技术难度比BE-4发动机大很多，但试验则相当顺利。这归功于SpaceX公司有大量的火箭发动机测试数据和经验丰富的科研人员，这些数据和科研人员是过去十几年研制火箭发动机，尤其是发动机地面热试车积累而来的。
因此，火箭发动机的地面试车是发动机研制中十分重要的阶段，而试车台则是研制火箭发动机的基石。
不同发动机需要不同试车台
火箭发动机试车台包括试车台台体、测量系统、控制中心以及保障设备等设施，外在的台体最引人注目，而高压气源、推进剂储运、水冷却，以及数据采集等相关子系统也是很重要的设备。
试车台可以对发动机整机或组合件进行测试，利用试车台模拟发动机的工作环境，测试它是否能按照要求完成预定工作，验证发动机设计的可行性、制造工艺的可靠性，并测试发动机的实际性能。
试车台在设计建造中，要尽量满足发动机的各种试验需求，提供的试车环境和发动机的实际工作环境尽量一致，这也意味着一个试车台不能包打天下，需要根据不同的火箭发动机设计不同的试车台。
试车台上装有多种类型的传感器，对发动机的推进剂流量和燃烧室温度压力进行测量，高精度的测量设备让科研人员可以更好地掌握发动机热试车过程中的工作情况，对比发动机实际指标和设计指标的差异，为修正设计不足和改进发动机提供依据。
另外，发动机试车台根据大小可以分为大型试车台和中小型试车台，由于试车台台体结构、推进剂储箱容量以及测量控制设备等方面的不同，小型试车台无法用于测试大推力发动机，如果要研制大推力火箭发动机就需要重新建造一座试车台。
根据发动机的推进剂类型，试车台可以分为液氧液氢发动机试车台、液氧煤油发动机试车台和常温可储存发动机试车台。
同时，发动机试车台还可以分为稳态测试和动态测试两种类型，前者用于测试发动机稳态工作时的推力比冲等数据，通过长时间稳定工作来验证发动机设计和制造的质量。后者偏重于测试发动机推力变化时的表现，例如，发动机推力上升时的超负荷工作能力以及推力下降时的节流能力。
如今，随着火箭可重复使用成为热门，发动机节流能力大受重视，动态测试试车台将发挥更大的作用。当然，和不同推力级别的发动机会分别建造不同的试车台不同，静态试车和动态试车更多是在同一个试车台上进行不同的工作状态考核。
作用在短时间内难以替代
截至目前，包括美国、俄罗斯、中国、欧空局、日本、印度等在内的国家和组织都建造有属于自己的火箭发动机试车台。
美国拥有世界上规模最大、种类最齐全、技术水平最高的火箭发动机试车台体系。例如，美国斯坦尼斯和马歇尔中心就拥有多个大型试车台，其中，斯坦尼斯中心的A-1是一个垂直点火试车台，可试验最大直径10.06米，最大推力500吨，导流器冷却水流量每秒可达6.31吨的火箭发动机。
美国马歇尔中心上世纪因研制土星5 重型运载火箭而建造有更大的F-1发动机试车台，它也是一个垂直点火试车台，高度可达72.85米，能容纳一台680吨推力的F-1发动机进行地面热试车。不仅如此，该试车台在进行了改造升级后，能试验1360吨推力的液氧煤油火箭发动机，可惜这样的能力到现在依然是英雄无用武之地。
时至今日，随着科技发展和航天技术的进步，大量先进传感器和先进软件被研制生产出来，越来越精密的传感器带来了可靠性和高精度的测量数据，基于N-S方程的计算软件已经能够越来越逼真模拟火箭发动机的工作。
但是，火箭发动机试车台的作用仍然难以被替代，毕竟任何计算软件都无法完美取代试车台，其模拟的数据也没有通过现场试验来得准确和可靠。因此，在未来较长一段时间内，其火箭发动机试车仍然离不开试车台。
文/张雪松
监制/许斌
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