近日,位于天津的中國新一代運載火箭的總裝車間,已經(jīng)完成全系統(tǒng)合練任務(wù)的長征五號試驗箭,即將迎來今年下半年的首次飛行。
長征五號不遜世界主流火箭運載能力比現(xiàn)役火箭提升2.5倍以上
長征五號火箭隊伍中有一個順口溜:“長五、長六和長七,后面來了個長十一。要說哪個最威武?還要看我們長五。”
合練中的長征五號運載火箭
“長征五號”是我們國家正在研制的,起飛規(guī)模最大、技術(shù)跨度最大、運載能力最大的一枚大型運載火箭,它的能力和國外現(xiàn)在主流大型運載火箭是相當(dāng)?shù)模邆浣剀壍?5噸、地球同步轉(zhuǎn)移軌道14噸的運載能力,比現(xiàn)役火箭的運載能力提升了2.5倍以上?!?/span>
長征五號運載火箭之所以大,主要體現(xiàn)在它的外形巨大,箭體直徑達5米,這是目前我國研制火箭中直徑最大的,而目前我國現(xiàn)役火箭箭體直徑最大的只有3.35米。
中國航天科技集團公司一院長征五號運載火箭總設(shè)計師李東介紹:“不要小看這個箭體結(jié)構(gòu)從3 .35米到5米的跨度,這是一個質(zhì)的飛躍,不是一個簡單的放大。從設(shè)計的能力、仿真的手段,加工制造一直到地面各種試驗,都是一個飛躍。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)的機械加工、貯箱的焊接、鉚接所有的工裝都是一個大的飛躍,有很多技術(shù)難題需要克服。
如果“首飛”成功,長征五號將完成質(zhì)的飛躍,大幅提升我國自主進入空間的能力,把中國火箭送入包括美國和俄羅斯在內(nèi)的世界主流火箭陣營。中國未來的載人空間站、探月工程三期、以及火星探測,都將使用長征五號運載火箭。
新技術(shù)使用比例100%復(fù)雜程度最高,可靠性也最高
與我國之前研制的火箭相比,長征五號運載火箭是一枚全新研制的火箭,核心技術(shù)具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。全箭采用了247項核心關(guān)鍵新技術(shù),新技術(shù)比例幾乎達到100%。而國際上研制新型火箭,包括衛(wèi)星飛船,采用新技術(shù)的比例一般不超過30%。
長征五號火箭正在組裝中
長征五號運載火箭不僅塊頭大,而且技術(shù)新,比我們國家過去任何一個型號的長征火箭都要復(fù)雜。以往長征火箭使用零部件最多幾萬個,而長征五號運載火箭使用的零部件達十幾萬個。它的設(shè)計量是以往長征火箭的3.5倍以上。
為了應(yīng)對新挑戰(zhàn),長征五號運載火箭還采用了全新的全數(shù)字化三維設(shè)計方法,細到每一個螺釘?shù)拇笮『臀恢枚寄芤荒苛巳弧?/span>
長征五號雖然采用全新技術(shù),研制復(fù)雜程度超過以往任何一個型號的長征系列火箭,但它的設(shè)計可靠性卻是最高的。我國現(xiàn)役火箭設(shè)計可靠性最高的是0.97,而長征五號設(shè)計可靠性達到了0.98。
一臺火箭發(fā)動機能將水抽到青藏高原8臺全新研制的120噸液氧煤油發(fā)動機 長征五號起飛推力達1060噸
大火箭離不開大推力。長征五號運載火箭立起來有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)動機。
目前,我國現(xiàn)役火箭發(fā)動機單臺推力最大只有70噸左右,要想發(fā)射超大型航天器就遠遠不夠。
經(jīng)過15年不懈攻關(guān),8臺全新研制的120噸液氧煤油發(fā)動機被裝配在長征五號運載火箭的4個助推器上,4臺全新研制的氫氧發(fā)動機在一級和二級火箭上各裝配了兩臺。
長征五號運載火箭使用的120噸發(fā)動機
長征五號全箭起飛時總推力達1060噸,主要來自8臺液氧煤油發(fā)動機。120噸液氧煤油發(fā)動機的威力到底有多大?專家打了個形象的比喻,120噸液氧煤油發(fā)動機產(chǎn)生的最高壓強達500個大氣壓,相當(dāng)于把上海黃浦江的水抽到5000米高度的青藏高原。
中國航天科技集團公司六院副院長周利民表示,最初讓研制團隊備受打擊的是,發(fā)動機樣機研制出來后試車的結(jié)果,連著4次發(fā)動機試車,均遭失敗,兩次起動爆炸,兩次燃氣系統(tǒng)燒毀。經(jīng)過近半年緊張艱苦的攻關(guān),研制團隊終于摸清了發(fā)動機試車失敗的根源和發(fā)生爆炸的不同機理,通過仿真優(yōu)化,選定最理想的啟動方案和程序,發(fā)動機終于試車成功。
十年磨一“箭”萬事俱備 只欠東風(fēng)
長征五號運載火箭2006年國家正式批準(zhǔn)立項研制,可謂十年磨一“箭”。
據(jù)不完全統(tǒng)計,十年中,有上萬航天人參與了長征五號的研制,進行的各類試驗也不下千次。而十年,僅僅是從國家正式批準(zhǔn)立項算起,實際上,長征五號運載火箭的前期論證和攻關(guān)早從30年前的國家863計劃就開始了。被稱為火箭心臟的大推力發(fā)動機早在15年前就已經(jīng)立項開始研制了。
無數(shù)次的試驗失敗和攻關(guān),迎來的是中國火箭技術(shù)的巨大跨越。長征五號運載火箭的研制不僅標(biāo)志著長征系列火箭的升級換代,而且?guī)恿苏麄€研制平臺和產(chǎn)業(yè)鏈的更新。
從去年9月開始,長征五號運載火箭已經(jīng)進行了130多天的發(fā)射場合練。目前,長征五號運載火箭正在天津總裝車間按計劃進行總裝,準(zhǔn)備迎接今年下半年的首飛大考。
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