長(zhǎng)征五號(hào)全解讀新技術(shù)比例100% 一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)就能將黃浦江的水抽到青藏高原
近日，位于天津的中國(guó)新一代運(yùn)載火箭的總裝車(chē)間，已經(jīng)完成全系統(tǒng)合練任務(wù)的長(zhǎng)征五號(hào)試驗(yàn)箭，即將迎來(lái)今年下半年的首次飛行。
長(zhǎng)征五號(hào)不遜世界主流火箭
運(yùn)載能力比現(xiàn)役火箭提升2.5倍以上
長(zhǎng)征五號(hào)火箭隊(duì)伍中有一個(gè)順口溜：“長(zhǎng)五、長(zhǎng)六和長(zhǎng)七，后面來(lái)了個(gè)長(zhǎng)十一。要說(shuō)哪個(gè)最威武？還要看我們長(zhǎng)五?！?/p>
圖為合練中的長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭
“長(zhǎng)征五號(hào)”是我們國(guó)家正在研制的，起飛規(guī)模最大、技術(shù)跨度最大、運(yùn)載能力最大的一枚大型運(yùn)載火箭，它的能力和國(guó)外現(xiàn)在主流大型運(yùn)載火箭是相當(dāng)?shù)?，具備近地軌?5噸、地球同步轉(zhuǎn)移軌道14噸的運(yùn)載能力，比現(xiàn)役火箭的運(yùn)載能力提升了2.5倍以上?！?/p>
長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭之所以大，主要體現(xiàn)在它的外形巨大，箭體直徑達(dá)5米，這是目前我國(guó)研制火箭中直徑最大的，而目前我國(guó)現(xiàn)役火箭箭體直徑最大的只有3.35米。
中國(guó)航天科技集團(tuán)公司一院長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭總設(shè)計(jì)師李東介紹：“不要小看這個(gè)箭體結(jié)構(gòu)從3 .35米到5米的跨度，這是一個(gè)質(zhì)的飛躍，不是一個(gè)簡(jiǎn)單的放大。從設(shè)計(jì)的能力、仿真的手段，加工制造一直到地面各種試驗(yàn)，都是一個(gè)飛躍。例如，箭體結(jié)構(gòu)制造，要加工制造5米的箭體結(jié)構(gòu)，要從基礎(chǔ)的機(jī)械加工、貯箱的焊接、鉚接所有的工裝都是一個(gè)大的飛躍，有很多技術(shù)難題需要克服。
如果“首飛”成功，長(zhǎng)征五號(hào)將完成質(zhì)的飛躍，大幅提升我國(guó)自主進(jìn)入空間的能力，把中國(guó)火箭送入包括美國(guó)和俄羅斯在內(nèi)的世界主流火箭陣營(yíng)。中國(guó)未來(lái)的載人空間站、探月工程三期、以及火星探測(cè)，都將使用長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭。
新技術(shù)使用比例100%
復(fù)雜程度最高，可靠性也最高
與我國(guó)之前研制的火箭相比，長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭是一枚全新研制的火箭，核心技術(shù)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。全箭采用了247項(xiàng)核心關(guān)鍵新技術(shù)，新技術(shù)比例幾乎達(dá)到100%。而國(guó)際上研制新型火箭，包括衛(wèi)星飛船，采用新技術(shù)的比例一般不超過(guò)30%。
圖為長(zhǎng)征五號(hào)火箭正在組裝中
長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭不僅塊頭大，而且技術(shù)新，比我們國(guó)家過(guò)去任何一個(gè)型號(hào)的長(zhǎng)征火箭都要復(fù)雜。以往長(zhǎng)征火箭使用零部件最多幾萬(wàn)個(gè)，而長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭使用的零部件達(dá)十幾萬(wàn)個(gè)。它的設(shè)計(jì)量是以往長(zhǎng)征火箭的3.5倍以上。
為了應(yīng)對(duì)新挑戰(zhàn)，長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭還采用了全新的全數(shù)字化三維設(shè)計(jì)方法，細(xì)到每一個(gè)螺釘?shù)拇笮『臀恢枚寄芤荒苛巳弧?/p>
長(zhǎng)征五號(hào)雖然采用全新技術(shù)，研制復(fù)雜程度超過(guò)以往任何一個(gè)型號(hào)的長(zhǎng)征系列火箭，但它的設(shè)計(jì)可靠性卻是最高的。我國(guó)現(xiàn)役火箭設(shè)計(jì)可靠性最高的是0.97，而長(zhǎng)征五號(hào)設(shè)計(jì)可靠性達(dá)到了0.98。
一臺(tái)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)能將水抽到青藏高原
8臺(tái)全新研制的120噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī) 長(zhǎng)征五號(hào)起飛推力達(dá)1060噸
大火箭離不開(kāi)大推力。長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭立起來(lái)有20層樓高，起飛質(zhì)量約878噸，要托舉這么重的大家伙，需要大推力的發(fā)動(dòng)機(jī)。
目前，我國(guó)現(xiàn)役火箭發(fā)動(dòng)機(jī)單臺(tái)推力最大只有70噸左右，要想發(fā)射超大型航天器就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
經(jīng)過(guò)15年不懈攻關(guān)，8臺(tái)全新研制的120噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)被裝配在長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭的4個(gè)助推器上，4臺(tái)全新研制的氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)在一級(jí)和二級(jí)火箭上各裝配了兩臺(tái)。
長(zhǎng)征五號(hào)全箭起飛時(shí)總推力達(dá)1060噸，主要來(lái)自8臺(tái)液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)。120噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)的威力到底有多大？專(zhuān)家打了個(gè)形象的比喻，120噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的最高壓強(qiáng)達(dá)500個(gè)大氣壓，相當(dāng)于把上海黃浦江的水抽到5000米高度的青藏高原。
中國(guó)航天科技集團(tuán)公司六院副院長(zhǎng)周利民表示，最初讓研制團(tuán)隊(duì)備受打擊的是，發(fā)動(dòng)機(jī)樣機(jī)研制出來(lái)后試車(chē)的結(jié)果，連著4次發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)，均遭失敗，兩次起動(dòng)爆炸，兩次燃?xì)庀到y(tǒng)燒毀。經(jīng)過(guò)近半年緊張艱苦的攻關(guān)，研制團(tuán)隊(duì)終于摸清了發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)失敗的根源和發(fā)生爆炸的不同機(jī)理，通過(guò)仿真優(yōu)化，選定最理想的啟動(dòng)方案和程序，發(fā)動(dòng)機(jī)終于試車(chē)成功。
十年磨一“箭”
萬(wàn)事俱備 只欠東風(fēng)
長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭2006年國(guó)家正式批準(zhǔn)立項(xiàng)研制，可謂十年磨一“箭”。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，十年中，有上萬(wàn)航天人參與了長(zhǎng)征五號(hào)的研制，進(jìn)行的各類(lèi)試驗(yàn)也不下千次。而十年，僅僅是從國(guó)家正式批準(zhǔn)立項(xiàng)算起，實(shí)際上，長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭的前期論證和攻關(guān)早從30年前的國(guó)家863計(jì)劃就開(kāi)始了。被稱(chēng)為火箭心臟的大推力發(fā)動(dòng)機(jī)早在15年前就已經(jīng)立項(xiàng)開(kāi)始研制了。
無(wú)數(shù)次的試驗(yàn)失敗和攻關(guān)，迎來(lái)的是中國(guó)火箭技術(shù)的巨大跨越。長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭的研制不僅標(biāo)志著長(zhǎng)征系列火箭的升級(jí)換代，而且?guī)?dòng)了整個(gè)研制平臺(tái)和產(chǎn)業(yè)鏈的更新。
從去年9月開(kāi)始，長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭已經(jīng)進(jìn)行了130多天的發(fā)射場(chǎng)合練。目前，長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭正在天津總裝車(chē)間按計(jì)劃進(jìn)行總裝，準(zhǔn)備迎接今年下半年的首飛大考。
