【热点聚焦】解析Hexcel先进复合材料助力GEM-63XL火箭推动器完成首次全面静态测试
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8月13日，诺斯罗普·格鲁曼公司（Northrop Grumman Corp.）在美国犹他州Promontory工厂对GEM-63XL型新型固体燃料火箭发动机进行了首次全面静态耐火测试，GEM-63XL是一款专门为联合发射联盟公司未来“火神半人马座”火箭研制的一款新型捆绑火箭发动机。
GEM-63XL在犹他州Promontory工厂进行静态射击时提供了203,600千克推力
在试验过程中GEM-63XL作为一款直径63英寸（1.6米）的加长长度的石墨-环氧树脂电动机（Graphite Epoxy Motor，简写GEM）燃烧了90秒，产生了将近44.9万磅（203,600千克）的推力。为此，诺斯罗普·格鲁曼公司在验证电动机内部绝缘、固体推进剂的颗粒、弹道和喷嘴的性能方面取得了长足的进步。
诺斯罗普·格鲁曼公司上个月向联合发射联盟公司交付了3台GEM-63发动机，供宇宙神5火箭于今年晚些时候的一次发射使用。预计在2021年中旬，两架GEM-63XL助推器将在火神半人马的处女航中将Astrobotic的Peregrine登月器运送到月球。
一位画家勾画的联合发射联盟的下一代美国火箭“火神半人马”（Vulcan Centaur）
材料供应商致贺信
在诺斯罗普·格鲁曼公司成功完成GEM-63XL助推器试验后，9月15日美国Hexcel公司在公司官网发布贺信，作为GEM-63XL材料的供应商，Hexcel公司的先进复合材料支持GEM63XL固体火箭发动机，为火神半人马飞行器提供额外的升力能力。与标准的GEM 63相比，GEM-63XL的推力和性能提高了15-20%。
而对于GEM-63固体火箭发动机而言，Hexcel公司同样是材料供应商。GEM63发动机的首次飞行将计划于2020年第四季度在ULA阿特拉斯V运载火箭上进行，GEM63XL发动机将在2021年为火神火箭提供支持。
长期以来美国Hexcel公司与诺斯罗普·格鲁曼公司建立了广泛而深入的合作，Hexcel公司IM7碳纤维长期作为GEM系列发动机壳体的主要碳纤维来源，为保证发动机轻量化、高性能做出了积极贡献。
从上世纪90年代至今，诺斯罗普·格鲁曼公司的GEM系列发动机经历了几代产品的演变，分别为GEM 40、GEM 46、GEM 60、GEM63以及GEM63XL。
直径40英寸的GEM40是一种捆绑式助推器系统，旨在为Delta II运载火箭提供推力增强。GEM40外壳采用了Hexcel公司的IM7碳纤维增强55A环氧树脂复合材料，并采用了一个芳纶填充EPDM绝缘体和一个10度倾斜的固定喷嘴组件。喷嘴具有高性能三维碳/碳复合材料喉结构和碳纤维/酚醛树脂绝缘体。GEM40捆绑式助推器于1990年开始推出Delta II飞行器，最终飞行在2018年9月结束了长达28年任务。
GEM 40火箭助推器
直径更大、长度更长的GEM 46捆绑式助推器系统，最初是为了提高Delta III号运载火箭的有效载荷入轨能力而开发的。GEM46同样具有一个IM7/55A石复合材料外壳，一个芳纶填充EPDM绝缘体，和一个10度倾斜固定喷嘴组件。喷嘴材料与GEM40相同。GEM46助推器包括滚道组件、前级间和后附球接口。GEM 46发动机已用于Delta II重型和Delta III运载火箭。
GEM 46火箭助推器
直径为60英寸的GEM60捆绑式助推器系统旨在提高Delta IV中型Plus（M+）运载火箭的有效载荷入轨能力。GEM60的两个和四个捆绑式发动机配置可以在Delta IV M+车辆上飞行。GEM60采用IM7R/CLRF-100复合材料电机外壳和填充芳纶的EPDM绝缘体。该配置具有5度倾斜，±5度可移动喷嘴组件。喷嘴具有高性能三维碳/碳复合材料喉、三元乙丙橡胶和碳纤维/酚醛树脂绝缘体。该发动机的首次飞行在2002年11月，是美国空军发展的消耗性运载火箭项目的首次飞行，最终飞行于2019年8月在Delta IV上进行。
GEM-63是诺斯罗普·格鲁曼公司开发的最长的单箱固体燃料火箭发动机。用于Vulcan-Centaur的GEM-63XL甚至更长
GEM63是一种新的低成本、坚固耐用、最先进的捆绑式助推器级，设计用于ULA的Atlas V运载火箭。该电机是目前GEM电机的一个演变。它利用现有的共同设计和材料，加上经验教训和低成本制造工艺先进的GEM, Orion, and CASTOR电机。该发动机长792.2英寸，名义上设计为中型到大型运载火箭的捆绑式助推器。它的特点是一个固定的喷嘴倾斜三度。该发动机正在生产中，计划于2020年在乌拉的Atlas V上进行首次飞行。
GEM63助推器
GEM63XL是一种新的低成本、坚固耐用、最先进的捆绑式助推器级，设计用于ULA的火神运载火箭。该电机是目前GEM电机的一个演变。它同样利用了现有的共同设计和材料，GEM63XL与GEM63共同开发，以共享几个共同的组件，并提供更长的复合外壳的推力和冲力。该发动机长865.0英寸，名义上设计为大型运载火箭的捆绑式助推器，它的特点是一个固定的喷嘴倾斜三度。计划于2021年在ULA的火神半人马座上进行首次飞行。
准备好静态试验的GEM63XL助推器
综上可知，GEM系列中GEM40\46\60等壳体结构均采用了Hexcel公司IM7碳纤维增强环氧树脂结构，而喷嘴采用了碳碳复合材料和碳纤维/酚醛树脂复合材料，虽然GEM63/63XL详细纤维牌号未公布，但按照供应商Hexcel公司消息其关键先进复合材料依然来自于Hexcel公司。