長征五號遙一運(yùn)載火箭發(fā)射成功了！這是我國運(yùn)載火箭升級換代的里程碑工程，是我國由航天大國邁向航天強(qiáng)國的重要標(biāo)志。這場成功的首秀背后，凝聚著多少汗水和故事？請看《經(jīng)濟(jì)日報(bào)》記者從中國文昌航天發(fā)射場傳回的報(bào)道。
三十年，大火箭夢想成真
2006年長征五號火箭立項(xiàng)，距離如今發(fā)射成功正好十年。這也是人們常說的長征五號“十年磨一箭”的由來。
但在2006年卸任的原國家航天局局長欒恩杰院士看來，中國的大火箭之夢，始于30年前�！霸�1986年3月啟動的國家863計(jì)劃中，中國科學(xué)家就提出了研究發(fā)展性能先進(jìn)的大型運(yùn)載火箭的目標(biāo)。那時(shí)，我們就開始了大運(yùn)載火箭的前期論證和攻關(guān)�！�
為什么要發(fā)展大火箭？
“大火箭意義巨大，大火箭時(shí)代的到來標(biāo)志著中國航天的活動能力、活動范疇進(jìn)一步擴(kuò)大。”欒恩杰說，長五發(fā)射成功之前，受到現(xiàn)役運(yùn)載火箭3.35米箭體直徑的限制，我國長征系列運(yùn)載火箭地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力最大僅能達(dá)到5噸級，與12噸級的國際主流水平運(yùn)載能力相比差距大，制約了我國空間技術(shù)發(fā)展。
“航天一甲子，長五三十年。老一代航天人眼光看得很遠(yuǎn)�！敝袊教炜萍技瘓F(tuán)一院長征五號火箭副總設(shè)計(jì)師婁路亮說，今年是中國航天事業(yè)創(chuàng)建60周年，長征五號正是讓航天人心心念念了30年的中國大運(yùn)載火箭的奠基之作。
大火箭夢想從30年前開始，30年來，一代代航天人的智慧和汗水澆灌著這株夢想的幼苗，終于讓它開花結(jié)果、美夢成真。
按照“發(fā)展航天、運(yùn)載先行”，“運(yùn)載發(fā)展、動力先行”的原則，我國于2000年前后，先行啟動了120噸級液氧煤油發(fā)動機(jī)和50噸級液氫液氧發(fā)動機(jī)研制攻關(guān)。
為提高我國運(yùn)載火箭水平，提升自主進(jìn)入空間能力，2006年，國務(wù)院批準(zhǔn)新一代運(yùn)載火箭基本型長征五號立項(xiàng)研制。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，從2006年長征五號火箭立項(xiàng)至今的十年中，有上萬航天人參與了長征五號的研制。
他們曾歷經(jīng)挫折，屢敗屢戰(zhàn)。
發(fā)動機(jī)是大火箭的心臟，對火箭的性能起決定作用。在長征五號火箭中，4臺全新研制的氫氧發(fā)動機(jī)在一級和二級火箭上各裝配了兩臺。8臺全新研制的120噸液氧煤油發(fā)動機(jī)被裝配在四個(gè)助推器上，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打到5000米高度的青藏高原。
“研制發(fā)動機(jī)的難度就像攀登珠穆朗瑪峰。一些外國專家說，即使你們能設(shè)計(jì)出來，也不可能把它制造出來�！焙教炜萍技瘓F(tuán)六院副院長周利民說。
面對全新的發(fā)動機(jī)，研制團(tuán)隊(duì)開始了夜以繼日的科技攻關(guān)，幾十種新材料、一百多種新工藝一一被攻克。但讓他們備受打擊的是，發(fā)動機(jī)樣機(jī)研制出來后，連著四次發(fā)動機(jī)試車，均遭失敗。兩次起動爆炸，兩次燃?xì)庀到y(tǒng)燒毀。
之后，研制團(tuán)隊(duì)咬牙再戰(zhàn)，經(jīng)過近半年緊張艱苦的攻關(guān)，摸清了發(fā)動機(jī)試車失敗的根源和發(fā)生爆炸的不同機(jī)理，通過仿真優(yōu)化，選定了最理想的啟動方案和程序，終于順利完成試車。
他們矢志不移，終獲成功。
從發(fā)動機(jī)研制立項(xiàng)算起，歷經(jīng)16年艱苦奮戰(zhàn)，長征五號完成全部關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，研制生產(chǎn)各類產(chǎn)品近19000臺套，累計(jì)開展近7000次、1000余項(xiàng)地面試驗(yàn)，全面提升了我國運(yùn)載火箭的總體技術(shù)水平。
中國航天科技集團(tuán)一院長征五號火箭總設(shè)計(jì)師李東說，長征五號起飛推力超過1000噸，它“首飛”成功后，完成質(zhì)的飛躍，我國火箭的近地軌道運(yùn)載能力達(dá)到25噸級、地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力達(dá)到14噸級、地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力達(dá)到8噸級。它可與美、俄等航天強(qiáng)國的現(xiàn)役火箭最強(qiáng)運(yùn)載能力媲美，把中國火箭送入世界主流火箭陣營。
大跨越，創(chuàng)新度高達(dá)九成
大塊頭有大力量。長征五號是我國塊頭最大的現(xiàn)役火箭，它把我國的火箭箭體結(jié)構(gòu)，從過去的3.35米直徑，一下子提升到5米直徑。
這不是簡單的增肥，它意味著全面的創(chuàng)新。
總設(shè)計(jì)師李東告訴記者，長征五號運(yùn)載火箭核心技術(shù)具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，全箭攻克了12大項(xiàng)、247個(gè)核心關(guān)鍵技術(shù)，新研產(chǎn)品比例達(dá)到90%，遠(yuǎn)超國際同類水平。“全新的總體方案、全新的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、全新的動力系統(tǒng)，這么高的新研產(chǎn)品比例，不僅僅意味著研制工作量和研制難度的增大，更重要的是增大了風(fēng)險(xiǎn)�！崩顤|說，但我們必須攻克這些新技術(shù)，因?yàn)殚L征五號要實(shí)現(xiàn)運(yùn)載火箭能力的跨越式發(fā)展，而不是小步提高。
面對大跨越創(chuàng)新帶來的高難度考驗(yàn)，人們用耐心和智慧來應(yīng)對。
長征五號采用無毒無污染的零下183℃的液氧和零下252℃的液氫作為推進(jìn)劑，因此，它還有個(gè)形象的稱謂，叫“冰箭”。這些超低溫的液態(tài)推進(jìn)劑分別貯藏在巨大的箭體貯箱之中，通過內(nèi)部加壓輸送給發(fā)動機(jī)。
推進(jìn)劑貯箱直徑達(dá)5米，為減輕重量，箱體最薄的地方只有幾毫米。研制這樣直徑的薄壁低溫貯箱，對于中國航天人也是第一次，而且采用的鋁合金材料也是全新的，這意味著以往小直徑低溫貯箱的研制經(jīng)驗(yàn)無法復(fù)制。
2012年，長征五號研制團(tuán)隊(duì)遇到重大挫折，他們第一次做新研制的5米貯箱靜力試驗(yàn)，就遭遇失敗。在給貯箱施加設(shè)計(jì)壓力時(shí)，其焊接結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了一道約300毫米的裂縫。
“如果飛行中出現(xiàn)這個(gè)破裂，整個(gè)箱體的結(jié)構(gòu)會失穩(wěn)，飛行就會失敗，后果嚴(yán)重。”航天科技集團(tuán)一院長征五號火箭副總設(shè)計(jì)師楊虎軍說，研制團(tuán)隊(duì)經(jīng)過長達(dá)三年的反復(fù)試驗(yàn)攻關(guān)，終于搞清了焊縫出現(xiàn)裂紋的機(jī)理和原因。通過改善受力設(shè)計(jì)和焊接工藝的綜合辦法，終于攻克了這個(gè)難題。
2015年4月，改進(jìn)后的長征五號所有的低溫推進(jìn)劑貯箱都經(jīng)過了壓力考核，而且強(qiáng)度比原來提高了60%。
面對大跨越創(chuàng)新帶來的高風(fēng)險(xiǎn)考驗(yàn)，人們用忠誠和奉獻(xiàn)來應(yīng)對。
全新的火箭配套了全新的發(fā)射場。2007年8月，黨中央、國務(wù)院決定在海南文昌建設(shè)我國新一代運(yùn)載火箭發(fā)射場。2011年10月，首批創(chuàng)業(yè)者告別熟悉的工作環(huán)境，千里輾轉(zhuǎn)奔赴海南，迎接他們的卻是異常艱苦的環(huán)境。烈日高溫、鹽霧潮濕、臺風(fēng)暴雨、荒郊野路、毒蛇毒蟲……困難再大，也無法阻擋參試人員追夢太空的腳步。他們很快適應(yīng)了惡劣的環(huán)境，讓一個(gè)個(gè)工程從圖紙變成現(xiàn)實(shí)。
然而，參試人員面對的，不僅有巨大的艱苦，更有巨大的危險(xiǎn)。長征五號火箭演練任務(wù)中，在一次中止發(fā)射應(yīng)急搶險(xiǎn)時(shí)，火箭二級動力系統(tǒng)突發(fā)故障，氫箱測壓管與箭上連接處有大量氫氣噴出。白色氣體在現(xiàn)場彌漫，氫濃度報(bào)警儀急促的報(bào)警聲加劇了現(xiàn)場的緊張感。氫濃度測試值達(dá)到了100%，而氫氣濃度超過4%即存在一觸即爆的危險(xiǎn)，即便微小的靜電也可能引發(fā)爆炸。而此時(shí)的火箭的液氫、液氧、煤油等燃料全部加注完畢，一旦爆炸必定場毀人亡，后果不堪設(shè)想。
指揮員下達(dá)在氫箱測壓口安裝堵頭的命令。危急時(shí)刻，參試人員王磊和周仁坤冒著生命危險(xiǎn)，迅速拆除氫箱測壓管。管路拆除后，氫箱測壓單向閥又泄漏出大量氫氣。王磊、周仁坤不顧個(gè)人安危，將氫排連接器手動除霜管路延長，一邊對泄露處進(jìn)行除霜，一邊雙手握緊金屬堵頭頂住向外噴射的氫氣艱難地?cái)Q了上去。經(jīng)過半個(gè)多小時(shí)艱難奮戰(zhàn)，一場巨大的險(xiǎn)情被成功化解。
奠基作，目標(biāo)是星辰大海
長征五號是一款面向未來的火箭。
中國工程院院士、運(yùn)載火箭技術(shù)專家龍樂豪就對它的未來充滿期待：“現(xiàn)役長征系列運(yùn)載火箭的老祖宗是‘長征二號’，它是奠基性的，管了中國長征火箭將近半個(gè)世紀(jì)。長征五號是我們新一代長征系列運(yùn)載火箭的奠基性型號，將來它也有資格成為老祖宗，也許它能管接下來半個(gè)世紀(jì)。”
這個(gè)老祖宗有哪些后輩呢？長征六號、長征七號火箭雖然首飛在長征五號之前，立項(xiàng)卻是在長征五號之后，是由長征五號工程牽引帶動的。長征八號正在研制，未來的重型火箭長征九號也已開始驗(yàn)證。這一系列的火箭，都已經(jīng)或?qū)⒁芤嬗陂L征五號的研制。
國防科工局系統(tǒng)工程司副司長趙堅(jiān)表示，長征五號嚴(yán)格按照“通用化、組合化、系列化”的設(shè)計(jì)原則開展工程各項(xiàng)工作，目前以120噸級推力液氧煤油發(fā)動機(jī)及3.35米、2.25米直徑箭體模塊為代表的多項(xiàng)新技術(shù)、新成果，有力支撐了長征六號、長征七號等新型運(yùn)載火箭研制并首飛成功，還會推動我國現(xiàn)役3.35米直徑運(yùn)載火箭動力系統(tǒng)的升級換代。
作為新一代火箭的奠基作，長征五號帶來了新技術(shù)的廣泛使用。
長征五號比以往任何一個(gè)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(gè)，而長征五號使用的零部件達(dá)十幾萬個(gè)。它的設(shè)計(jì)量是以往火箭的3.5倍以上。為了應(yīng)對這個(gè)新挑戰(zhàn)，長征五號采用了全新的全數(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！叭珨?shù)字化設(shè)計(jì)火箭不需要實(shí)物模裝，在數(shù)字化三維模型上開展裝配工作，又快又方便�！遍L征五號火箭副總設(shè)計(jì)師婁路亮說，包括數(shù)字化三維設(shè)計(jì)在內(nèi)，長征五號采用的很多新技術(shù)、新材料、新工藝已用于長六長七�！耙粋�(gè)型號研制成功，其他型號受益�！�
作為新一代火箭的奠基作，長征五號帶來了火箭制造能力的全面提升。
在長征五號研制之初，我國當(dāng)時(shí)已有的研制、試驗(yàn)以及發(fā)射場等地面基礎(chǔ)設(shè)施已難以滿足需求。為了長征五號的順利研制，長征五號運(yùn)載火箭工程隊(duì)伍攻克了多項(xiàng)運(yùn)載火箭大型地面試驗(yàn)技術(shù)難關(guān)，建成了亞洲規(guī)模最大的全箭振動塔、動力系統(tǒng)試車臺、發(fā)動機(jī)試車臺、中國文昌航天發(fā)射場及測控體系等多個(gè)大型地面設(shè)施。建立形成了集三維設(shè)計(jì)、先進(jìn)制造、仿真試驗(yàn)、工程應(yīng)用等諸多領(lǐng)域?yàn)橐惑w的新型液體火箭及發(fā)動機(jī)研制能力和工業(yè)制造體系，為我國航天運(yùn)載火箭領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
作為新一代火箭的奠基作，長征五號也將讓我國火箭走向更綠色、更經(jīng)濟(jì)的發(fā)展之路。
長征五號的50噸氫氧火箭發(fā)動機(jī)采用液氫、液氧作為推進(jìn)劑，燃燒產(chǎn)物為純凈水，是世界上排放種類最少、最綠色環(huán)保的發(fā)動機(jī)，是火箭先進(jìn)性的重要體現(xiàn)。它的120噸液氧煤油發(fā)動機(jī)，也具備無毒環(huán)保、價(jià)格低廉的優(yōu)勢。
火箭的運(yùn)載能力有多大，航天的舞臺就有多大。長征五號正是新一代火箭的奠基者，它所帶來的運(yùn)載能力的提升，為我國航天事業(yè)提供更廣闊的空間。中國未來的載人空間站、探月工程三期、以及火星探測，都將借助長征五號的巨大推力來實(shí)現(xiàn)。
中國航天人一直都有著不斷探索浩瀚星空的航天強(qiáng)國夢。60年前一窮二白開創(chuàng)中國航天事業(yè)時(shí)是這樣，60年后的今天依然矢志不移。欒恩杰院士說：“今年是長征勝利80周年，也是中國航天事業(yè)創(chuàng)建60周年。中國運(yùn)載火箭以‘長征’為名，航天精神正是長征精神的延續(xù)和傳承。”
長征五號這顆巨星登上了宇宙大舞臺，它將開啟中國人探秘宇宙的新長征�。ㄖ袊�(jīng)濟(jì)網(wǎng)記者 佘惠敏）
附：長征五號火箭研發(fā)大事記
�。ㄒ唬┝㈨�(xiàng)前工作：
1.1986年～1995年，在國家863計(jì)劃支持下開展新一代運(yùn)載火箭論證工作。
2.1995年～2000年，在原國防科工委和國家863計(jì)劃支持下，開展新一代運(yùn)載火箭方案論證以及液氧煤油與氫氧兩種大推力火箭發(fā)動機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究。
3.1999年～2000年，完成新一代運(yùn)載火箭技術(shù)發(fā)展途徑和總體方案初步研究。
4.2000年～2001年，120噸級液氧煤油發(fā)動機(jī)和50噸級液氫液氧發(fā)動機(jī)立項(xiàng)研制。
�。ǘ┝㈨�(xiàng)及立項(xiàng)后：
1.2006年，國務(wù)院批準(zhǔn)新一代運(yùn)載火箭基本型長征五號立項(xiàng)研制；
2.2006年10月至2009年2月，方案階段（29個(gè)月）；
3.2009年3月至2013年6月，初樣階段（52個(gè)月）；
4.2013年7月至2016年8月，試樣階段；
5.2015年9月至2016年1月，長征五號運(yùn)載火箭在文昌航天發(fā)射場開展發(fā)射場合練任務(wù)；
6.2016年8月，長征五號遙一運(yùn)載火箭完成出廠評審；
7.2016年9月1日，長征五號遙一運(yùn)載火箭運(yùn)抵海南。
8.2016年11月3日，長征五號遙一運(yùn)載火箭在文昌航天發(fā)射場成功首飛。
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