長(cháng)征五號遙一運載火箭發(fā)射成功了！這是我國運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國的重要標志。這場(chǎng)成功的首秀背后，凝聚著(zhù)多少汗水和故事？請看《經(jīng)濟日報》記者從中國文昌航天發(fā)射場(chǎng)傳回的報道。
三十年，大火箭夢(mèng)想成真
2006年長(cháng)征五號火箭立項，距離如今發(fā)射成功正好十年。這也是人們常說(shuō)的長(cháng)征五號“十年磨一箭”的由來(lái)。
但在2006年卸任的原國家航天局局長(cháng)欒恩杰院士看來(lái)，中國的大火箭之夢(mèng)，始于30年前�！霸�1986年3月啟動(dòng)的國家863計劃中，中國科學(xué)家就提出了研究發(fā)展性能先進(jìn)的大型運載火箭的目標。那時(shí)，我們就開(kāi)始了大運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(lái)標志著(zhù)中國航天的活動(dòng)能力、活動(dòng)范疇進(jìn)一步擴大�！睓瓒鹘苷f(shuō)，長(cháng)五發(fā)射成功之前，受到現役運載火箭3.35米箭體直徑的限制，我國長(cháng)征系列運載火箭地球同步轉移軌道運載能力最大僅能達到5噸級，與12噸級的國際主流水平運載能力相比差距大，制約了我國空間技術(shù)發(fā)展。
“航天一甲子，長(cháng)五三十年。老一代航天人眼光看得很遠�！敝袊教炜萍技瘓F一院長(cháng)征五號火箭副總設計師婁路亮說(shuō)，今年是中國航天事業(yè)創(chuàng )建60周年，長(cháng)征五號正是讓航天人心心念念了30年的中國大運載火箭的奠基之作。
大火箭夢(mèng)想從30年前開(kāi)始，30年來(lái)，一代代航天人的智慧和汗水澆灌著(zhù)這株夢(mèng)想的幼苗，終于讓它開(kāi)花結果、美夢(mèng)成真。
按照“發(fā)展航天、運載先行”，“運載發(fā)展、動(dòng)力先行”的原則，我國于2000年前后，先行啟動(dòng)了120噸級液氧煤油發(fā)動(dòng)機和50噸級液氫液氧發(fā)動(dòng)機研制攻關(guān)。
為提高我國運載火箭水平，提升自主進(jìn)入空間能力，2006年，國務(wù)院批準新一代運載火箭基本型長(cháng)征五號立項研制。
據不完全統計，從2006年長(cháng)征五號火箭立項至今的十年中，有上萬(wàn)航天人參與了長(cháng)征五號的研制。
他們曾歷經(jīng)挫折，屢敗屢戰。
發(fā)動(dòng)機是大火箭的心臟，對火箭的性能起決定作用。在長(cháng)征五號火箭中，4臺全新研制的氫氧發(fā)動(dòng)機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(dòng)機被裝配在四個(gè)助推器上，產(chǎn)生的最高壓強達500個(gè)大氣壓，相當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(dòng)機的難度就像攀登珠穆朗瑪峰。一些外國專(zhuān)家說(shuō)，即使你們能設計出來(lái)，也不可能把它制造出來(lái)�！焙教炜萍技瘓F六院副院長(cháng)周利民說(shuō)。
面對全新的發(fā)動(dòng)機，研制團隊開(kāi)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(dòng)機樣機研制出來(lái)后，連著(zhù)四次發(fā)動(dòng)機試車(chē)，均遭失敗。兩次起動(dòng)爆炸，兩次燃氣系統燒毀。
之后，研制團隊咬牙再戰，經(jīng)過(guò)近半年緊張艱苦的攻關(guān)，摸清了發(fā)動(dòng)機試車(chē)失敗的根源和發(fā)生爆炸的不同機理，通過(guò)仿真優(yōu)化，選定了最理想的啟動(dòng)方案和程序，終于順利完成試車(chē)。
他們矢志不移，終獲成功。
從發(fā)動(dòng)機研制立項算起，歷經(jīng)16年艱苦奮戰，長(cháng)征五號完成全部關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，研制生產(chǎn)各類(lèi)產(chǎn)品近19000臺套，累計開(kāi)展近7000次、1000余項地面試驗，全面提升了我國運載火箭的總體技術(shù)水平。
中國航天科技集團一院長(cháng)征五號火箭總設計師李東說(shuō)，長(cháng)征五號起飛推力超過(guò)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載能力達到25噸級、地球同步轉移軌道運載能力達到14噸級、地月轉移軌道運載能力達到8噸級。它可與美、俄等航天強國的現役火箭最強運載能力媲美，把中國火箭送入世界主流火箭陣營(yíng)。
大跨越，創(chuàng )新度高達九成
大塊頭有大力量。長(cháng)征五號是我國塊頭最大的現役火箭，它把我國的火箭箭體結構，從過(guò)去的3.35米直徑，一下子提升到5米直徑。
這不是簡(jiǎn)單的增肥，它意味著(zhù)全面的創(chuàng )新。
總設計師李東告訴記者，長(cháng)征五號運載火箭核心技術(shù)具有完全自主知識產(chǎn)權，全箭攻克了12大項、247個(gè)核心關(guān)鍵技術(shù)，新研產(chǎn)品比例達到90%，遠超國際同類(lèi)水平�！叭碌目傮w方案、全新的設計結構、全新的動(dòng)力系統，這么高的新研產(chǎn)品比例，不僅僅意味著(zhù)研制工作量和研制難度的增大，更重要的是增大了風(fēng)險�！崩顤|說(shuō)，但我們必須攻克這些新技術(shù)，因為長(cháng)征五號要實(shí)現運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(lái)的高難度考驗，人們用耐心和智慧來(lái)應對。
長(cháng)征五號采用無(wú)毒無(wú)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(chēng)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(guò)內部加壓輸送給發(fā)動(dòng)機。
推進(jìn)劑貯箱直徑達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(zhù)以往小直徑低溫貯箱的研制經(jīng)驗無(wú)法復制。
2012年，長(cháng)征五號研制團隊遇到重大挫折，他們第一次做新研制的5米貯箱靜力試驗，就遭遇失敗。在給貯箱施加設計壓力時(shí)，其焊接結構中出現了一道約300毫米的裂縫。
“如果飛行中出現這個(gè)破裂，整個(gè)箱體的結構會(huì )失穩，飛行就會(huì )失敗，后果嚴重�！焙教炜萍技瘓F一院長(cháng)征五號火箭副總設計師楊虎軍說(shuō)，研制團隊經(jīng)過(guò)長(cháng)達三年的反復試驗攻關(guān)，終于搞清了焊縫出現裂紋的機理和原因。通過(guò)改善受力設計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(cháng)征五號所有的低溫推進(jìn)劑貯箱都經(jīng)過(guò)了壓力考核，而且強度比原來(lái)提高了60%。
面對大跨越創(chuàng )新帶來(lái)的高風(fēng)險考驗，人們用忠誠和奉獻來(lái)應對。
全新的火箭配套了全新的發(fā)射場(chǎng)。2007年8月，黨中央、國務(wù)院決定在海南文昌建設我國新一代運載火箭發(fā)射場(chǎng)。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(chóng)……困難再大，也無(wú)法阻擋參試人員追夢(mèng)太空的腳步。他們很快適應了惡劣的環(huán)境，讓一個(gè)個(gè)工程從圖紙變成現實(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。長(cháng)征五號火箭演練任務(wù)中，在一次中止發(fā)射應急搶險時(shí)，火箭二級動(dòng)力系統突發(fā)故障，氫箱測壓管與箭上連接處有大量氫氣噴出。白色氣體在現場(chǎng)彌漫，氫濃度報警儀急促的報警聲加劇了現場(chǎng)的緊張感。氫濃度測試值達到了100%，而氫氣濃度超過(guò)4%即存在一觸即爆的危險，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(chǎng)毀人亡，后果不堪設想。
指揮員下達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(zhù)生命危險，迅速拆除氫箱測壓管。管路拆除后，氫箱測壓?jiǎn)蜗蜷y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(dòng)除霜管路延長(cháng)，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擰了上去。經(jīng)過(guò)半個(gè)多小時(shí)艱難奮戰，一場(chǎng)巨大的險情被成功化解。
奠基作，目標是星辰大海
長(cháng)征五號是一款面向未來(lái)的火箭。
中國工程院院士、運載火箭技術(shù)專(zhuān)家龍樂(lè )豪就對它的未來(lái)充滿(mǎn)期待：“現役長(cháng)征系列運載火箭的老祖宗是‘長(cháng)征二號’，它是奠基性的，管了中國長(cháng)征火箭將近半個(gè)世紀。長(cháng)征五號是我們新一代長(cháng)征系列運載火箭的奠基性型號，將來(lái)它也有資格成為老祖宗，也許它能管接下來(lái)半個(gè)世紀�！�
這個(gè)老祖宗有哪些后輩呢？長(cháng)征六號、長(cháng)征七號火箭雖然首飛在長(cháng)征五號之前，立項卻是在長(cháng)征五號之后，是由長(cháng)征五號工程牽引帶動(dòng)的。長(cháng)征八號正在研制，未來(lái)的重型火箭長(cháng)征九號也已開(kāi)始驗證。這一系列的火箭，都已經(jīng)或將要受益于長(cháng)征五號的研制。
國防科工局系統工程司副司長(cháng)趙堅表示，長(cháng)征五號嚴格按照“通用化、組合化、系列化”的設計原則開(kāi)展工程各項工作，目前以120噸級推力液氧煤油發(fā)動(dòng)機及3.35米、2.25米直徑箭體模塊為代表的多項新技術(shù)、新成果，有力支撐了長(cháng)征六號、長(cháng)征七號等新型運載火箭研制并首飛成功，還會(huì )推動(dòng)我國現役3.35米直徑運載火箭動(dòng)力系統的升級換代。
作為新一代火箭的奠基作，長(cháng)征五號帶來(lái)了新技術(shù)的廣泛使用。
長(cháng)征五號比以往任何一個(gè)型號的長(cháng)征火箭都要復雜。以往長(cháng)征火箭使用零部件最多幾萬(wàn)個(gè)，而長(cháng)征五號使用的零部件達十幾萬(wàn)個(gè)。它的設計量是以往火箭的3.5倍以上。為了應對這個(gè)新挑戰，長(cháng)征五號采用了全新的全數字化三維設計方法，細到每一個(gè)螺釘的大小和位置都能一目了然�！叭珨底只O計火箭不需要實(shí)物模裝，在數字化三維模型上開(kāi)展裝配工作，又快又方便�！遍L(cháng)征五號火箭副總設計師婁路亮說(shuō)，包括數字化三維設計在內，長(cháng)征五號采用的很多新技術(shù)、新材料、新工藝已用于長(cháng)六長(cháng)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(cháng)征五號帶來(lái)了火箭制造能力的全面提升。
在長(cháng)征五號研制之初，我國當時(shí)已有的研制、試驗以及發(fā)射場(chǎng)等地面基礎設施已難以滿(mǎn)足需求。為了長(cháng)征五號的順利研制，長(cháng)征五號運載火箭工程隊伍攻克了多項運載火箭大型地面試驗技術(shù)難關(guān)，建成了亞洲規模最大的全箭振動(dòng)塔、動(dòng)力系統試車(chē)臺、發(fā)動(dòng)機試車(chē)臺、中國文昌航天發(fā)射場(chǎng)及測控體系等多個(gè)大型地面設施。建立形成了集三維設計、先進(jìn)制造、仿真試驗、工程應用等諸多領(lǐng)域為一體的新型液體火箭及發(fā)動(dòng)機研制能力和工業(yè)制造體系，為我國航天運載火箭領(lǐng)域創(chuàng )新發(fā)展奠定了堅實(shí)基礎。
作為新一代火箭的奠基作，長(cháng)征五號也將讓我國火箭走向更綠色、更經(jīng)濟的發(fā)展之路。
長(cháng)征五號的50噸氫氧火箭發(fā)動(dòng)機采用液氫、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(lèi)最少、最綠色環(huán)保的發(fā)動(dòng)機，是火箭先進(jìn)性的重要體現。它的120噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機，也具備無(wú)毒環(huán)保、價(jià)格低廉的優(yōu)勢。
火箭的運載能力有多大，航天的舞臺就有多大。長(cháng)征五號正是新一代火箭的奠基者，它所帶來(lái)的運載能力的提升，為我國航天事業(yè)提供更廣闊的空間。中國未來(lái)的載人空間站、探月工程三期、以及火星探測，都將借助長(cháng)征五號的巨大推力來(lái)實(shí)現。
中國航天人一直都有著(zhù)不斷探索浩瀚星空的航天強國夢(mèng)。60年前一窮二白開(kāi)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(shuō)：“今年是長(cháng)征勝利80周年，也是中國航天事業(yè)創(chuàng )建60周年。中國運載火箭以‘長(cháng)征’為名，航天精神正是長(cháng)征精神的延續和傳承�！�
長(cháng)征五號這顆巨星登上了宇宙大舞臺，它將開(kāi)啟中國人探秘宇宙的新長(cháng)征�。ㄖ袊�(jīng)濟網(wǎng)記者 佘惠敏）
附：長(cháng)征五號火箭研發(fā)大事記
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1.1986年～1995年，在國家863計劃支持下開(kāi)展新一代運載火箭論證工作。
2.1995年～2000年，在原國防科工委和國家863計劃支持下，開(kāi)展新一代運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(dòng)機關(guān)鍵技術(shù)研究。
3.1999年～2000年，完成新一代運載火箭技術(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(dòng)機和50噸級液氫液氧發(fā)動(dòng)機立項研制。
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1.2006年，國務(wù)院批準新一代運載火箭基本型長(cháng)征五號立項研制；
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(cháng)征五號運載火箭在文昌航天發(fā)射場(chǎng)開(kāi)展發(fā)射場(chǎng)合練任務(wù)；
6.2016年8月，長(cháng)征五號遙一運載火箭完成出廠(chǎng)評審；
7.2016年9月1日，長(cháng)征五號遙一運載火箭運抵海南。
8.2016年11月3日，長(cháng)征五號遙一運載火箭在文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功首飛。
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