經(jīng)(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)原標(biāo)題:十年磨一箭 開(kāi)(kāi)啟新長(zhǎng)(cháng)征

經(jīng)(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)編者按:長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)遙一運(yùn)載火箭11月3日發(fā)(fā)射成功了!這是我國(guó)運(yùn)載火箭升級(jí)換代的里程碑工程,是我國(guó)由航天大國(guó)邁向航天強(qiáng)國(guó)的重要標(biāo)志。這場(chǎng)(chǎng)成功的首秀背后,凝聚著(zhù)多少汗水和故事?請(qǐng)看經(jīng)(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)·中國(guó)經(jīng)(jīng)濟(jì)網(wǎng)(wǎng)記者從中國(guó)文昌航天發(fā)(fā)射場(chǎng)(chǎng)傳回的報(bào)道——
三十年,大火箭夢(mèng)(mèng)想成真
2006年長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)火箭立項(xiàng),距今發(fā)(fā)射成功經(jīng)(jīng)歷了十年。這也是人們常說(shuō)(shuō)的長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)“十年磨一箭”的由來(lái)(lái)。
但在2006年卸任的原國(guó)家航天局局長(zhǎng)(cháng)欒恩杰院士看來(lái)(lái),中國(guó)的大火箭之夢(mèng)(mèng),始于30年前?!霸?986年3月啟動(dòng)(dòng)的國(guó)家863計(jì)劃中,中國(guó)科學(xué)(xué)家就提出了研究發(fā)(fā)展性能先進(jìn)(jìn)的大型運(yùn)載火箭的目標(biāo)。那時(shí)(shí),我們就開(kāi)(kāi)始了大運(yùn)載火箭的前期論證和攻關(guān)(guān)?!?/p>
為什么要發(fā)(fā)展大火箭?
“大火箭意義巨大,大火箭時(shí)(shí)代的到來(lái)(lái)標(biāo)志著(zhù)中國(guó)航天的活動(dòng)(dòng)能力、活動(dòng)(dòng)范疇進(jìn)(jìn)一步擴(kuò)大?!睓瓚鶻苷f(shuō)(shuō),長(zhǎng)(cháng)五發(fā)(fā)射成功前,受到現(xiàn)役運(yùn)載火箭3.35米箭體直徑的限制,我國(guó)長(zhǎng)(cháng)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(jí),與12噸級(jí)的國(guó)際主流水平運(yùn)載能力相比差距大,制約了我國(guó)空間技術(shù)(shù)發(fā)(fā)展。
“航天一甲子,長(zhǎng)(cháng)五三十年。老一代航天人眼光看得很遠(yuǎn)?!敝袊?guó)航虩樒技集團(tuán)一院長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)火箭副總設(shè)計(jì)師婁路亮說(shuō)(shuō),今年是中國(guó)航天事業(yè)(yè)創(chuàng)(chuàng )建60周年,長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)正是讓航天人心心念念了30年的中國(guó)大運(yùn)載火箭的奠基之作。
大火箭夢(mèng)(mèng)想從30年前開(kāi)(kāi)始,30年來(lái)(lái),一代代航天人的智慧和汗水澆灌著(zhù)這株夢(mèng)(mèng)想的幼苗,終于讓它開(kāi)(kāi)花結(jié)果、美夢(mèng)(mèng)成真。
按照“發(fā)(fā)展航天、運(yùn)載先行”“運(yùn)載發(fā)(fā)展、動(dòng)(dòng)力先行”的原則,我國(guó)于2000年前后,先行啟動(dòng)(dòng)了120噸級(jí)液氧煤油發(fā)(fā)動(dòng)(dòng)機(jī)和50噸級(jí)液氫液氧發(fā)(fā)動(dòng)(dòng)機(jī)研制攻關(guān)(guān)。
為提高我國(guó)運(yùn)載火箭水平,提升自主進(jìn)(jìn)入空間能力,2006年國(guó)務(wù)(wù)院批準(zhǔn)新一代運(yùn)載火箭基本型長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)立項(xiàng)研制。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),從2006年長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)火箭立項(xiàng)至今的十年中,有上萬(wàn)(wàn)航天人參與了長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)的研制。
他們?cè)鴼v經(jīng)(jīng)挫折,屢敗屢戰(zhàn)。
發(fā)(fā)動(dòng)(dòng)機(jī)是大火箭的心臟,對(duì)火箭的性能起決定作用。在長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)火箭中,4臺(tái)全新研制的氫氧發(fā)(fā)動(dòng)(dòng)機(jī)在一級(jí)和二級(jí)火箭上各裝配了兩臺(tái)。8臺(tái)全新研制的120噸液氧煤油發(fā)(fā)動(dòng)(dòng)機(jī)被裝配在四個(gè)(gè)助推器上,產(chǎn)(chǎn)生的最高壓強(qiáng)達(dá)500個(gè)(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)(fā)動(dòng)(dòng)機(jī)的難度就像攀登珠穆朗瑪峰。一些外國(guó)專(zhuān)家說(shuō)(shuō),即使你們能設(shè)計(jì)出來(lái)(lái),也不可能把它制造出來(lái)(lái)?!焙教煒萍技瘓F(tuán)六院副院長(zhǎng)(cháng)周利民說(shuō)(shuō)。
面對(duì)全新的發(fā)(fā)動(dòng)(dòng)機(jī),研制團(tuán)隊(duì)開(kāi)(kāi)始了夜以繼日的科技攻關(guān)(guān),幾十種新材料、100多種新工藝一一被攻克。但讓他們備受打擊的是,發(fā)(fā)動(dòng)(dòng)機(jī)樣機(jī)研制出來(lái)(lái)后,連著(zhù)四次試車(chē)(chē)均遭失?。簝紗紋饎?dòng)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)(jīng)過(guò)(guò)近半年緊張艱苦的攻關(guān)(guān),摸清了發(fā)(fā)動(dòng)(dòng)機(jī)試車(chē)(chē)失敗的根源和發(fā)(fā)生爆炸的不同機(jī)理,通過(guò)(guò)仿真優(yōu)(yōu)化,選定了最理想的啟動(dòng)(dòng)方案和程序,終于順利完成試車(chē)(chē)。
他們矢志不渝,終獲成功。
從發(fā)(fā)動(dòng)(dòng)機(jī)研制立項(xiàng)算起,歷經(jīng)(jīng)16年艱苦奮戰(zhàn),長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)完成全部關(guān)(guān)鍵技術(shù)(shù)攻關(guān)(guān),研制生產(chǎn)(chǎn)各類(lèi)產(chǎn)(chǎn)品近19000臺(tái)套,累計(jì)開(kāi)(kāi)展近7000次、1000余項(xiàng)地面試驗(yàn),全面提升了我國(guó)運(yùn)載火箭的總體技術(shù)(shù)水平。
中國(guó)航天科技集團(tuán)一院長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)火箭總設(shè)計(jì)師李東說(shuō)(shuō),長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)起飛推力超過(guò)(guò)1000噸,它的“首飛”成功標(biāo)志著(zhù)我國(guó)火箭的近地軌道運(yùn)載能力達(dá)到25噸級(jí)、地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力達(dá)到14噸級(jí)、地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力達(dá)到8噸級(jí),可與美、俄等航天強(qiáng)國(guó)的現(xiàn)役火箭最強(qiáng)運(yùn)載能力媲美,把中國(guó)火箭送入世界主流火箭陣營(yíng)(yíng)。
大跨越,創(chuàng)(chuàng )新度高達(dá)九成
大塊頭有大力量。長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)是我國(guó)體量最大的現(xiàn)役火箭,把我國(guó)的火箭箭體結(jié)構(gòu)從過(guò)(guò)去的3.35米直徑,一下子提升到5米直徑。
這不是簡(jiǎn)(jiǎn)單的增肥,而是意味著(zhù)全面的創(chuàng)(chuàng )新。
總設(shè)計(jì)師李東告訴記者,長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)運(yùn)載火箭核心技術(shù)(shù)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)(chǎn)權(quán),全箭攻克了12大項(xiàng)、247個(gè)(gè)核心關(guān)(guān)鍵技術(shù)(shù),新研產(chǎn)(chǎn)品比例達(dá)到90%,遠(yuǎn)超國(guó)際同類(lèi)水平?!叭碌目傮w方案、全新的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、全新的動(dòng)(dòng)力系統(tǒng),這么高的新研產(chǎn)(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)(fēng)險(xiǎn)?!崩顤|說(shuō)(shuō),“但我們必須攻克這些新技術(shù)(shù),因?yàn)殚L(zhǎng)(cháng)征五號(hào)要實(shí)(shí)現(xiàn)運(yùn)載火箭能力的跨越式發(fā)(fā)展,而不是小步提高”。
面對(duì)大跨越創(chuàng)(chuàng )新帶來(lái)(lái)的高難度考驗(yàn),航天人用耐心和智慧來(lái)(lái)應(yīng)對(duì)。
長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)采用無(wú)(wú)毒無(wú)(wú)污染的零下183℃的液氧和零下252℃的液氫作為推進(jìn)(jìn)劑,因此,它還有個(gè)(gè)形象的稱(chēng)謂——“冰箭”。這些超低溫的液態(tài)(tài)推進(jìn)(jìn)劑分別貯藏在巨大的箭體貯箱之中,通過(guò)(guò)內(nèi)部加壓輸送給發(fā)(fā)動(dòng)(dòng)機(jī)。
推進(jìn)(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(duì)于中國(guó)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)(jīng)驗(yàn)無(wú)(wú)法復(fù)制。
2012年,長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)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)(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)(gè)破裂,整個(gè)(gè)箱體的結(jié)構(gòu)會(huì)(huì )失穩(wěn),飛行就會(huì)(huì )失敗,后果嚴(yán)重?!焙教煒萍技瘓F(tuán)一院長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)火箭副總設(shè)計(jì)師楊虎軍說(shuō)(shuō),研制團(tuán)隊(duì)經(jīng)(jīng)過(guò)(guò)長(zhǎng)(cháng)達(dá)三年的反復(fù)試驗(yàn)攻關(guān)(guān),終于搞清了焊縫出現(xiàn)裂紋的機(jī)理和原因。通過(guò)(guò)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)(gè)難題。
2015年4月,改進(jìn)(jìn)后的長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)所有的低溫推進(jìn)(jìn)劑貯箱都經(jīng)(jīng)過(guò)(guò)了壓力考核,而且強(qiáng)度比原來(lái)(lái)提高了60%。
面對(duì)大跨越創(chuàng)(chuàng )新帶來(lái)(lái)的高風(fēng)(fēng)險(xiǎn)考驗(yàn),忠誠(chéng)和奉獻(xiàn)精神熠熠生輝。
全新的火箭配套了全新的發(fā)(fā)射場(chǎng)(chǎng)。2007年8月,黨中央、國(guó)務(wù)(wù)院決定在海南文昌建設(shè)我國(guó)新一代運(yùn)載火箭發(fā)(fā)射場(chǎng)(chǎng)。2011年10月,首批創(chuàng)(chuàng )業(yè)(yè)者告別熟悉的工作環(huán)(huán)境,輾轉(zhuǎn)千里奔赴海南,迎接他們的卻是異常艱苦的環(huán)(huán)境。烈日高溫、鹽霧潮濕、臺(tái)風(fēng)(fēng)暴雨、荒郊野路、毒蛇毒蟲(chóng)(chóng)……困難再大,也無(wú)(wú)法阻擋參試人員追夢(mèng)(mèng)太空的腳步。他們很快適應(yīng)了惡劣的環(huán)(huán)境,讓一個(gè)(gè)個(gè)(gè)工程從圖紙變成現(xiàn)實(shí)(shí)。
然而,參試人員面對(duì)的,不僅有巨大的艱苦,更有巨大的危險(xiǎn)。長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)火箭演練任務(wù)(wù)中,在一次中止發(fā)(fā)射應(yīng)急搶險(xiǎn)時(shí)(shí),火箭二級(jí)動(dòng)(dòng)力系統(tǒng)突發(fā)(fā)故障,氫箱測(cè)壓管與箭上連接處有大量氫氣噴出。白色氣體在現(xiàn)場(chǎng)(chǎng)彌漫,氫濃度報(bào)警儀急促的報(bào)警聲加劇了現(xiàn)場(chǎng)(chǎng)的緊張感。氫濃度測(cè)試值達(dá)到了100%,而氫氣濃度超過(guò)(guò)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)(fā)爆炸。而此時(shí)(shí)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)(chǎng)毀人亡,后果不堪設(shè)想。
指揮員下達(dá)在氫箱測(cè)壓口安裝堵頭的命令。危急時(shí)(shí)刻,參試人員王磊和周仁坤冒著(zhù)生命危險(xiǎn),迅速拆除氫箱測(cè)壓管。管路拆除后,氫箱測(cè)壓?jiǎn)蝸蜷y又泄漏大量氫氣。王磊、周仁坤不顧個(gè)(gè)人安危,將氫排連接器手動(dòng)(dòng)除霜管路延長(zhǎng)(cháng),一邊對(duì)泄露處進(jìn)(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)(jīng)過(guò)(guò)半個(gè)(gè)多小時(shí)(shí)艱難奮戰(zhàn),一場(chǎng)(chǎng)巨大的險(xiǎn)情被成功化解。
新一代,目標(biāo)是星辰大海
長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)是一款面向未來(lái)(lái)的火箭。
中國(guó)工程院院士、運(yùn)載火箭技術(shù)(shù)專(zhuān)家龍樂(lè)(lè )豪就對(duì)它的未來(lái)(lái)充滿(mǎn)期待:“現(xiàn)役長(zhǎng)(cháng)征系列運(yùn)載火箭的老祖宗是‘長(zhǎng)(cháng)征二號(hào)’,它是奠基性的,管了中國(guó)長(zhǎng)(cháng)征火箭將近半個(gè)(gè)世紀(jì)。長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)是我們新一代長(zhǎng)(cháng)征系列運(yùn)載火箭的奠基性型號(hào),將來(lái)(lái)它也有資格成為老祖宗,也許它能管接下來(lái)(lái)半個(gè)(gè)世紀(jì)?!?/p>
這個(gè)(gè)老祖宗有哪些后輩呢?長(zhǎng)(cháng)征六號(hào)、長(zhǎng)(cháng)征七號(hào)火箭雖然首飛在長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)之前,立項(xiàng)卻在長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)之后,是由長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)工程牽引帶動(dòng)(dòng)的。長(zhǎng)(cháng)征八號(hào)正在研制,未來(lái)(lái)的重型火箭長(zhǎng)(cháng)征九號(hào)也已開(kāi)(kāi)始驗(yàn)證。這一系列的火箭,都已經(jīng)(jīng)或?qū)⒁芤嬗陂L(zhǎng)(cháng)征五號(hào)的研制。
國(guó)防科工局系統(tǒng)工程司副司長(zhǎng)(cháng)趙堅(jiān)表示,長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)嚴(yán)格按照“通用化、組合化、系列化”的設(shè)計(jì)原則開(kāi)(kāi)展工程各項(xiàng)工作,目前以120噸級(jí)推力液氧煤油發(fā)(fā)動(dòng)(dòng)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)(shù)、新成果,有力支撐了長(zhǎng)(cháng)征六號(hào)、長(zhǎng)(cháng)征七號(hào)等新型運(yùn)載火箭研制并首飛成功,還會(huì)(huì )推動(dòng)(dòng)我國(guó)現(xiàn)役3.35米直徑運(yùn)載火箭動(dòng)(dòng)力系統(tǒng)的升級(jí)換代。
作為新一代火箭的奠基之作,長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)帶來(lái)(lái)了新技術(shù)(shù)的廣泛使用。
長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)比以往任何一個(gè)(gè)型號(hào)的長(zhǎng)(cháng)征火箭都要復(fù)雜。以往長(zhǎng)(cháng)征火箭使用零部件最多幾萬(wàn)(wàn)個(gè)(gè),而長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)使用的零部件達(dá)十幾萬(wàn)(wàn)個(gè)(gè)。它的設(shè)計(jì)量是以往火箭的3.5倍以上。為應(yīng)對(duì)這個(gè)(gè)新挑戰(zhàn),長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)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)(gè)螺釘?shù)拇笮『臀恢枚寄芤荒苛巳??!叭珨?shù)字化設(shè)計(jì)火箭不需要實(shí)(shí)物模裝,在數(shù)字化三維模型上開(kāi)(kāi)展裝配工作,又快又方便?!眾瀆妨琳f(shuō)(shuō),包括數(shù)字化三維設(shè)計(jì)在內(nèi),長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)采用的很多新技術(shù)(shù)、新材料、新工藝已用于長(zhǎng)(cháng)六長(zhǎng)(cháng)七,“一個(gè)(gè)型號(hào)研制成功,其他型號(hào)受益”。
作為新一代火箭的奠基之作,長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)帶來(lái)(lái)了火箭制造能力的全面提升。
在長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)研制之初,我國(guó)當(dāng)時(shí)(shí)已有的研制、試驗(yàn)以及發(fā)(fā)射場(chǎng)(chǎng)等地面基礎(chǔ)設(shè)施已難以滿(mǎn)足需求。為了長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)的順利研制,長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)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)(shù)難關(guān)(guān),建成了亞洲規(guī)模最大的全箭振動(dòng)(dòng)塔、動(dòng)(dòng)力系統(tǒng)試車(chē)(chē)臺(tái)、發(fā)(fā)動(dòng)(dòng)機(jī)試車(chē)(chē)臺(tái)、中國(guó)文昌航天發(fā)(fā)射場(chǎng)(chǎng)及測(cè)控體系等多個(gè)(gè)大型地面設(shè)施;建立形成了集三維設(shè)計(jì)、先進(jìn)(jìn)制造、仿真試驗(yàn)、工程應(yīng)用等諸多領(lǐng)(lǐng)域?yàn)橐惑w的新型液體火箭及發(fā)(fā)動(dòng)(dòng)機(jī)研制能力和工業(yè)(yè)制造體系,為我國(guó)航天運(yùn)載火箭領(lǐng)(lǐng)域創(chuàng)(chuàng )新發(fā)(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)(shí)基礎(chǔ)。
作為新一代火箭的奠基之作,長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)也將讓我國(guó)火箭走向更綠色、更經(jīng)(jīng)濟(jì)的發(fā)(fā)展之路。
長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)的50噸氫氧火箭發(fā)(fā)動(dòng)(dòng)機(jī)采用液氫、液氧作為推進(jìn)(jìn)劑,燃燒產(chǎn)(chǎn)物為純凈水,是世界上排放種類(lèi)最少、最綠色環(huán)(huán)保的發(fā)(fā)動(dòng)(dòng)機(jī),是火箭先進(jìn)(jìn)性的重要體現(xiàn)。它的120噸液氧煤油發(fā)(fā)動(dòng)(dòng)機(jī),也具備無(wú)(wú)毒環(huán)(huán)保、價(jià)(jià)格低廉的優(yōu)(yōu)勢(shì)。
火箭的運(yùn)載能力有多大,航天的舞臺(tái)就有多大。長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)正是新一代火箭的奠基者,它所帶來(lái)(lái)的運(yùn)載能力的提升,為我國(guó)航天事業(yè)(yè)提供了更廣闊的空間。中國(guó)未來(lái)(lái)的載人空間站、探月工程三期以及火星探測(cè),都將借助長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)的巨大推力來(lái)(lái)實(shí)(shí)現(xiàn)。
中國(guó)航天人一直有著(zhù)不斷探索浩瀚星空的航天強(qiáng)國(guó)夢(mèng)(mèng)。60年前一窮二白開(kāi)(kāi)創(chuàng)(chuàng )中國(guó)航天事業(yè)(yè)時(shí)(shí)是這樣,60年后的今天依然矢志不渝。欒恩杰院士說(shuō)(shuō):“今年是長(zhǎng)(cháng)征勝利80周年,也是中國(guó)航天事業(yè)(yè)創(chuàng)(chuàng )建60周年。中國(guó)運(yùn)載火箭以‘長(zhǎng)(cháng)征’為名,航天精神正是長(zhǎng)(cháng)征精神的延續(xù)和傳承?!?/p>
長(zhǎng)(cháng)征五號(hào)這顆巨星登上了宇宙大舞臺(tái),將開(kāi)(kāi)啟中國(guó)人探秘宇宙的新長(zhǎng)(cháng)征?。ń?jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)·中國(guó)經(jīng)(jīng)濟(jì)網(wǎng)(wǎng)記者 佘惠敏)
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