長征五號渾身上下超90%是新技術 中國最大火箭有何任務？

　　央廣網文昌11月3日消息 據中國之聲《新聞縱橫》報道，我國最大推力運載火箭“長征五號”將于11月上旬擇機發射，進行首次飛行試驗。目前，“長五”正在海南文昌發射場準備就緒，整裝待發。從2006年正式立項至今，長征五號“十年磨一劍”，核心技術具有完全自主知識產權，是我國迄今為止運載能力最大的火箭。

　　跨越1.65米，成年人只需一兩步就能走完。但我國新一代運載火箭，將芯級直徑從3.35米變為5米，卻用了整整10年。無論是1970年的“東方紅”一號、2003年的神舟五號，還是2007年的嫦娥一號，都由火箭送入太空。也就是說，火箭有多大推力，就能把多重多大的物件從地面送到太空軌道。

　　長征五號，業內簡稱“大火箭”，航天人自己則叫它“胖五”。雖然在名稱、序列上仍隸屬“長征”系列，但“胖五”渾身上下超過90%都是新技術。它高57米，重800多噸，是個名副其實的大力士。若論推力，“胖五”一口氣將我國火箭近地軌道運載能力從8噸變成25噸級，是迄今為止我國最大推力運載火箭。航天科技集團一院天津火箭公司副總經理孟凡新是“胖五”的設計者之一。

　　他介紹，它的運載能力是現役運載火箭的2.5倍，它是一個新設計的、新材料、新結構的火箭。火箭出來以后，是我國以航天為代表的高技術產業的大力推進，不僅是發展航天本身，對我國整個工業體系和整個工業有很好的牽引帶動作用。

　　如今通體白色的“胖五”已經進入發射塔架，等待著它的重要時刻。把這么重的大家伙打上天的，是8臺全新研制的120噸液氧煤油發動機，它們被裝配在四個助推器上，可產生最高壓強達500個大氣壓，相當于把黃浦江的水打到5000米高的青藏高原上。液氫也被首次應用作為火箭推進劑。長征五號運載火箭總指揮王玨說，燃料無毒無污染，新型發動機更環保。主動力裝置，都是全新研制的，而且性能都很高，都很有特點，特別是液氫液氧，燒完了就是水蒸氣，所以對環境是可以稱得上是零污染的。長征五號的性能與國外火箭性能相當，從運載效率來講，按照我們的指標達到前兩位的水平。

　　發動機的啟動是最大的難點。因為是全新的技術，液氧煤油發動機樣機在研制出來后連著4次試車都失敗了，其中兩次啟動爆炸，兩次燃氣系統燒毀。航天科技集團六院副院長周利民說，怕什么來什么，很多人做夢都夢到爆炸，吃不下飯、睡不好孕肚照覺。

　　周利民介紹，啟動階段，整個發動機處在一個不穩定的動態過程里，因為轉速要從靜止狀態轉到幾萬轉，溫度要從常溫從低溫狀態下，要進入到高溫下，幾千K，控制時序都是以毫秒級來控制動作的，任何一個不精確，沒有達到預想的結果，都可能導致失敗。

　　“胖五”幾經周折，生產完畢，從天津港登上運輸船，途徑渤海、黃海、東海、臺灣海峽、南海、瓊州海峽，航行一千八百海里，到達海南清瀾港西碼頭。因為鐵路隧道直徑不足，海運成了運輸的最好選擇，當然，這也是將發射地定位在海南文昌發射場的原因之一。

　　和酒泉、太原、西昌這些內陸發射場相比，海南文昌發射場更靠近赤道，三面臨海、射向范圍更寬。但沿海氣候高溫高熱、強降雨強臺風也是不小的挑戰。發射場區指揮部質量監督組組長毛萬標告訴記者，“長五”發射期間，氣象條件良好：“我們建這個發射場瞄準的目標，就是世界最環保的、現代化的、一流的發射場。這幾天天氣是一個逐漸變好的過程。到發射窗口的時候，氣象條件都滿足發射的要求，是一個好的時機。我們已經經過會商，沒有問題。”

　　“長征五號”的發射塔架，距離今年6月剛剛發射成功的“長征七號”塔架只有630米。遠遠望去，兩個高聳的建筑像兄弟般矗立在海南文昌發射場。未來，長五、長六、長七將組成中國新一代運載火箭，或將全面替代現有的長征二、三、四號運載火箭。其中，長六、長七通過先進技術降低發射成本和對環境的污染，長五則新增大型航天器發射能力。在不遠的將來，它們將共同托舉中國航天夢跨越蒼穹、在浩瀚宇宙中延伸。文昌發測站站長唐功建說，長征五號運載火箭將在這里擇機發射。本次任務主要是檢驗“長五”火箭設計的正確性、飛行的可靠性，以及發射場和火箭之間的匹配性。后續長征五號主要執行的任務包括大質量的地球同步軌道通訊衛星、包括探月、探火(星)等任務。(記者丁飛張棉棉馬喆孫利吳媚苗)

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　　長征五號——運載能力最大、推力最大

　　長征五號大約有20層樓高、600多噸重，是我國目前運載能力最大的新一代運載火箭，也是我國迄今為止研制的最大推力運載火箭，因此之前都被簡稱為“大火箭”。

　　長征五號的芯級，也就是中間的主體部分直徑達5米，比一般的火箭主體直徑大了50%，體格壯實綽號“胖五”。此外，還捆綁有4個3.35米直徑的助推器，我國此前火箭芯級都是3.35米直徑，長征一號是2.25米直徑。

　　△長征五號系列火箭(來源：中國運載火箭技術研究院)

　　長征五號低軌道(LEO，一般用于載人航天、高度較低的通訊衛星、遙感衛星等)運載能力可以達到25噸級，高軌道(GTO，一般用于氣象衛星、深空探測器等)運載能力能夠達到14噸級，將大幅提升中國航天進入空間的能力。

　　內外冰火兩重天考驗航天技術

　　長征五號火箭擁有特殊的推進劑組合。它的芯級，也就是中間的主體部分，發動機采用液氫液氧燃料，而助推器采用液氧煤油組合，由于液氫溫度為-253℃，液氧為-183℃，也就是說，長征五號內部是遠遠低于冰點的超低溫，所以長征五號火箭又被稱為“冰箭”。

　　當然，在點火之后，長征五號發動機噴出的烈焰溫度仍然高達3000多度，此時它內外“冰火兩重天”的極端狀態，也是對中國航天技術的極大考驗。

　　把“大火箭”送上天的發射塔架有啥不同？

　　那么“大火箭”的發射塔架有什么特點？和此前同樣在文昌發射場發射升空的長征七號火箭的發射塔架相比，又有什么不同？

　　長征五號運載火箭的發射塔架高91.7米，一共12層，距離海邊850米，和長征七號火箭的發射塔架相隔630米。

　　△長征五號運載火箭發射塔

　　北京特種工程設計研究院非標主任設計師伊善貞：“在設計上采用了柔性節點、剛性節點混合的這種結構設計。取消了回轉平臺走廊的斜桿，使人員和設備、管道通行更為順暢。”

　　發射塔架穿上了防腐蝕外衣

　　長征五號運載火箭發射塔架是我國目前距離海邊最近的一座火箭發射塔架，長期處于高溫、高濕、高鹽的環境中，空氣當中大量的氯離子會對鋼結構建筑產生嚴重的腐蝕，為此，塔架外表采用了熱噴涂的防腐涂層，相當于給塔架穿上了一件防腐蝕的外衣。

　　△防腐涂層

　　文昌航天發射場工程建設指揮部工程師周湘虎：“我們采取了一些措施，包括用盲板把它封堵，不讓空氣進入管壁的內部，防止從內部進行腐蝕，還有連接的部位采用原子灰進行密封?！?/p>

　　首次大規模用液氫作為火箭推進劑

　　此次發射任務是我國首次大規模應用液氫作為火箭推進劑，對液氫的應用規模是我國現有其它航天發射場的十幾倍。

　　北京特種工程設計研究院液氫副主任設計師高旭：“從液氫的存儲、輸送、精確加注以及整個液氫系統的安全防護等方面做了大量的工作，通過實現遠程的控制，來確保加注過程安全，以及塔架上人員設備安全?！?/p>

　　發射當天，塔架的三聯回轉平臺將依次打開，而驅動回轉平臺這個龐然大物，依靠的是位于塔架頂部的液壓油泵，它控制著回轉平臺的展開或合攏。

　　火箭將面臨“冰火兩重天”巨大水箱降溫降噪

　　發射塔內到處密布著各種管道線路和機器設備，包括液氫、液氧和煤油三種推進劑的加注管路。在火箭發射當天，推進劑將通過這些管路源源不斷流向火箭的貯箱。完成加注后，火箭內部將達到零下200多攝氏度的超低溫，而在點火的時候，火箭發動機噴出的烈焰溫度則高達3000多攝氏度，此時的火箭將面臨內外"冰火兩重天"的極端考驗。

　　為了給發射平臺降溫降噪，在發射塔架80多米高度的12層，有一個占地面積500多立方米的巨大水箱，水箱兩側是直徑1.8米的水管，直通發射平臺兩側的噴水裝置，這就是大流量噴水降溫降噪系統。

　　△大流量噴水降溫降噪系統

　　我國最大導流槽提升可耐受溫度

　　發射塔架的前方地面以下部分是導流槽，用來導排火箭點火時產生的巨大熱能。這是我國目前最大的一個導流槽，為雙向四通道結構，采用了白剛玉耐燒蝕混凝土，大大提升了可耐受溫度。目前，長征五號火箭已經完成了技術期的所有測試項目，正在進行加注發射前的準備工作。

　　△導流槽

　　文昌發測站站長唐功建表示，本次任務主要是檢驗長五火箭設計的正確性、飛行的可靠性，以及發射場和火箭之間的匹配性。后續長征五號主要執行的任務包括大質量的地球同步軌道的通信衛星，包括探月球和探火星的任務。

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　　嫦娥五號月球探測器首次對外展出

　　根據計劃，長征五號運載火箭首飛成功后，2017年將托舉嫦娥五號月球探測器飛天。昨天開幕的第11屆中國國際航空航天博覽會上，首次對外展出了“嫦娥五號”模型。

　　嫦娥五號探測器由著陸器、上升器、返回器、軌道器組成。它將首次實現在月球表面自動采樣，首次從月面起飛，首次在38萬公里外的月球軌道進行無人交會對接，首次帶著月壤以接近第二宇宙速度返回地球。

　　航天科技集團五院經營產業部部長彭濤表示，“嫦娥五號”將采用中國新一代大推力運載火箭“長征五號”發射。而它在抵達月球后，還需要突破多個難關，包括月面起飛，密封取樣，月球軌道交會對接，以及高速再入返回等一系列關鍵技術。另據中國航天科技集團公司總經理吳燕生透露，“嫦娥五號”任務預計在2017年完成。“嫦娥五號”除了采樣返回外，還將對著陸區進行考察，為下一步載人登月探測提供數據資料。

　　吳燕生表示，中國正在開展重型運載火箭關鍵技術的攻關研究，已經啟動了發動機技術、大直徑結構技術以及制造裝備的研制，為下一步載人登月以及火星探測打下堅實的技術基礎。

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