中国第一箭!长征5号揭秘:发动机逆天

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2016-05-06 18:59:16

近日,位于天津的中国新一代运载火箭的总装车间,已经完成全系统合练任务的长征五号试验箭,即将迎来今年下半年的首次飞行。

长征五号不逊世界主流火箭 运载能力比现役火箭提升2.5倍以上

长征五号火箭队伍中有一个顺口溜:“长五、长六和长七,后面来了个长十一。要说哪个最威武?还要看我们长五。”

“长征五号”是我们国家正在研制的,起飞规模最大、技术跨度最大、运载能力最大的一枚大型运载火箭,它的能力和国外现在主流大型运载火箭是相当的,具备近地轨道25吨、地球同步转移轨道14吨的运载能力,比现役火箭的运载能力提升了2.5倍以上。”

长征五号运载火箭之所以大,主要体现在它的外形巨大,箭体直径达5米,这是目前我国研制火箭中直径最大的,而目前我国现役火箭箭体直径最大的只有3.35米。

中国航天科技集团公司一院长征五号运载火箭总设计师李东介绍:“不要小看这个箭体结构从3 .35米到5米的跨度,这是一个质的飞跃,不是一个简单的放大。从设计的能力、仿真的手段,加工制造一直到地面各种试验,都是一个飞跃。例如,箭体结构制造,要加工制造5米的箭体结构,要从基础的机械加工、贮箱的焊接、铆接所有的工装都是一个大的飞跃,有很多技术难题需要克服。”

如果“首飞”成功,长征五号将完成质的飞跃,大幅提升我国自主进入空间的能力,把中国火箭送入包括美国和俄罗斯在内的世界主流火箭阵营。

中国未来的载人空间站、探月工程三期、以及火星探测,都将使用长征五号运载火箭。

新技术使用比例100% 复杂程度最高 可靠性也最高

与我国之前研制的火箭相比,长征五号运载火箭是一枚全新研制的火箭,核心技术具有完全自主知识产权。全箭采用了247项核心关键新技术,新技术比例几乎达到100%。

而国际上研制新型火箭,包括卫星飞船,采用新技术的比例一般不超过30%。

长征五号运载火箭不仅块头大,而且技术新,比我们国家过去任何一个型号的长征火箭都要复杂。以往长征火箭使用零部件最多几万个,而长征五号运载火箭使用的零部件达十几万个。它的设计量是以往长征火箭的3.5倍以上。

为了应对新挑战,长征五号运载火箭还采用了全新的全数字化三维设计方法,细到每一个螺钉的大小和位置都能一目了然。

长征五号虽然采用全新技术,研制复杂程度超过以往任何一个型号的长征系列火箭,但它的设计可靠性却是最高的。我国现役火箭设计可靠性最高的是0.97,而长征五号设计可靠性达到了0.98。

一台火箭发动机能将水抽到青藏高原 长征五号起飞推力达1060吨

大火箭离不开大推力。长征五号运载火箭立起来有20层楼高,起飞质量约878吨,要托举这么重的大家伙,需要大推力的发动机。

目前,我国现役火箭发动机单台推力最大只有70吨左右,要想发射超大型航天器就远远不够。

经过15年不懈攻关,8台全新研制的120吨液氧煤油发动机被装配在长征五号运载火箭的4个助推器上,4台全新研制的氢氧发动机在一级和二级火箭上各装配了两台。

长征五号全箭起飞时总推力达1060吨,主要来自8台液氧煤油发动机。120吨液氧煤油发动机的威力到底有多大?

专家打了个形象的比喻,120吨液氧煤油发动机产生的最高压强达500个大气压,相当于把上海黄浦江的水抽到5000米高度的青藏高原。

中国航天科技集团公司六院副院长周利民表示,最初让研制团队备受打击的是,发动机样机研制出来后试车的结果,连着4次发动机试车,均遭失败,两次起动爆炸,两次燃气系统烧毁。

经过近半年紧张艰苦的攻关,研制团队终于摸清了发动机试车失败的根源和发生爆炸的不同机理,通过仿真优化,选定最理想的启动方案和程序,发动机终于试车成功。

十年磨一“箭”万事俱备 只欠东风

长征五号运载火箭2006年国家正式批准立项研制,可谓十年磨一“箭”。

据不完全统计,十年中,有上万航天人参与了长征五号的研制,进行的各类试验也不下千次。而十年,仅仅是从国家正式批准立项算起,实际上,长征五号运载火箭的前期论证和攻关早从30年前的国家863计划就开始了。被称为火箭心脏的大推力发动机早在15年前就已经立项开始研制了。

无数次的试验失败和攻关,迎来的是中国火箭技术的巨大跨越。长征五号运载火箭的研制不仅标志着长征系列火箭的升级换代,而且带动了整个研制平台和产业链的更新。

从去年9月开始,长征五号运载火箭已经进行了130多天的发射场合练。

目前,长征五号运载火箭正在天津总装车间按计划进行总装,准备迎接今年下半年的首飞大考。

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