في الساعة 11:30 من صباح يوم 19 أكتوبر 2021، اختُبر بنجاح في شيآن محرك صاروخي أحادي يعمل بالوقود الصلب، طورته الصين ذاتيًا، ويتميز بأكبر قوة دفع في العالم، وأعلى نسبة دفع إلى كتلة، وقابلية تطبيق هندسية عالية، مما يُشير إلى تحقيق الصين لقدرة حمل الوقود الصلب بشكل ملحوظ. يُعدّ هذا التطوير ذا أهمية بالغة لتعزيز تطوير تقنيات مركبات الإطلاق الكبيرة والثقيلة في المستقبل.
إن التطوير الناجح لمحركات الصواريخ الصلبة لا يجسد العمل الجاد وحكمة عدد لا يحصى من العلماء فحسب، بل إنه لا يمكن الاستغناء عنه أيضًا من خلال مساهمات العديد من المواد الكيميائية مثل منتجات التنغستن والموليبدينوم.
محرك الصواريخ الصلب هو محرك صاروخي كيميائي يستخدم الوقود الصلب. يتكون بشكل أساسي من هيكل، وحبيبات، وغرفة احتراق، ومجموعة فوهة، وجهاز إشعال. عند احتراق الوقود، يجب أن تتحمل غرفة الاحتراق درجة حرارة عالية تبلغ حوالي 3200 درجة وضغطًا عاليًا يبلغ حوالي 2×10^7 بار. ونظرًا لكونه أحد مكونات المركبة الفضائية، فمن الضروري استخدام مواد سبائكية خفيفة الوزن وعالية القوة ومقاومة للحرارة العالية، مثل سبائك الموليبدينوم أو سبائك التيتانيوم.
سبيكة الموليبدينوم هي سبيكة غير حديدية تُشكَّل بإضافة عناصر أخرى مثل التيتانيوم والزركونيوم والهافنيوم والتنغستن والأتربة النادرة، مع استخدام الموليبدينوم كمصفوفة. تتميز هذه السبائك بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية والضغط العالي والتآكل، كما أنها أسهل في المعالجة من التنغستن. وزنها أخف، مما يجعلها أكثر ملاءمة للاستخدام في غرفة الاحتراق. مع ذلك، عادةً ما تكون مقاومة درجات الحرارة العالية وخصائصها الأخرى أقل جودة من سبائك التنغستن. لذلك، لا تزال بعض أجزاء محرك الصاروخ، مثل بطانات الحلق وأنابيب الإشعال، بحاجة إلى إنتاجها باستخدام مواد سبائك التنغستن.
بطانة الحلق هي مادة بطانة حلق فوهة محرك الصواريخ الصلب. ونظرًا لظروف العمل القاسية، يجب أن تتمتع بخصائص مشابهة لمادة غرفة الوقود وأنبوب الإشعال. تُصنع عادةً من مادة النحاس التنغستن المركبة. مادة النحاس التنغستن هي مادة معدنية من نوع التبريد التلقائي بالتعرق، مما يمنع تشوه الحجم وتغيرات الأداء بفعالية عند درجات الحرارة العالية. يقوم مبدأ التبريد بالتعرق على تسييل النحاس الموجود في السبيكة وتبخيره عند درجات حرارة عالية، مما يمتص قدرًا كبيرًا من الحرارة ويخفض درجة حرارة سطح المادة.
يُعد أنبوب الإشعال أحد الأجزاء المهمة في جهاز إشعال المحرك. يُركّب عادةً في فوهة قاذف اللهب، ولكنه يحتاج إلى التغلغل عميقًا في غرفة الاحتراق. لذلك، يجب أن تتمتع المواد المُكوّنة له بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية والتآكل. تتميز سبائك التنغستن بخصائص ممتازة، مثل درجة انصهار عالية، وقوة عالية، ومقاومة للصدمات، ومعامل تمدد حجمي منخفض، مما يجعلها من المواد المُفضّلة لتصنيع أنابيب الإشعال.
يتضح أن صناعة التنغستن والموليبدينوم ساهمت في نجاح تجربة تشغيل محرك الصاروخ الصلب! ووفقًا لموقع Chinatungsten Online، فقد طُوّر محرك هذه التجربة من قِبل المعهد البحثي الرابع التابع لشركة علوم وتكنولوجيا الفضاء الصينية. يبلغ قطر المحرك 3.5 متر، وقوة دفعه 500 طن. وبفضل تقنياته المتقدمة، مثل الفوهات، وصل أداء المحرك الإجمالي إلى مستوى رائد عالميًا.
تجدر الإشارة إلى أن الصين أطلقت هذا العام مركبتين فضائيتين مأهولتين. ففي الساعة 9:22 من صباح يوم 17 يونيو 2021، أُطلق الصاروخ الحامل "لونغ مارش 2F" حاملاً المركبة الفضائية المأهولة "شنتشو 12". وقد أُطلق كلٌّ من ني هاي شنغ وليو بومينغ وليو بومينغ بنجاح. وأرسل تانغ هونغبو ثلاثة رواد فضاء إلى الفضاء. وفي الساعة 0:23 من صباح يوم 16 أكتوبر 2021، أُطلق الصاروخ الحامل "لونغ مارش 2F" حاملاً المركبة الفضائية المأهولة "شنتشو 13"، وحمل بنجاح كلاًّ من تشاي تشي قانغ ووانغ يابينغ ويي غوانغ فو. أُرسلوا إلى الفضاء.
وقت النشر: ١٩ ديسمبر ٢٠٢١