揭秘|直徑最大！運載能力最強！中國最新火箭曝光

光明網2016/04/24 10:35

今天（24日）是首個「中國航天日」，今年主題是「中國夢，航天夢」。1970年4月24日，中國第一顆人造地球衛星「東方紅一號」發射成功，這是中國航天事業發展歷程中的開創性、奠基性事件。

今年下半年，中國目前研製的直徑最大、運載能力最大的長征五號火箭將首次發射。近日，央視記者探訪了長征五號的總裝車間，帶你看看長征五號到底長什麼樣？

目前我國研製直徑最大、運載能力最大的火箭

在位於天津的中國新一代運載火箭總裝車間，已經完成全系統合練任務的長征五號試驗箭正橫臥在裡面。

長征五號火箭總設計師李東告訴記者，長征五號運載火箭是我國正在研製的，起飛規模最大、技術跨度最大、運載能力最大的大型運載火箭，它的能力和國外現在主流大型運載火箭是相當的。長征五號運載火箭外形巨大，箭體直徑達5米，而目前我國現役火箭箭體直徑最大的只有3.35米。

十年磨一「箭」運載力提升2.5倍

長征五號運載火箭2006年國家正式批准立項研製，可謂十年磨一「箭」。航天人俗稱長征五號為「大火箭」。那它的運載能力到底有多大呢？總設計師李東告訴記者，長征五號火箭起飛質量約878噸，具備近地軌道25噸、地球同步轉移軌道14噸運載能力，比現役火箭運載能力提升了2.5倍以上。

如「首飛」成功，長征五號將完成質的飛躍，大幅提升我國自主進入空間的能力，把中國火箭送入包括美國和俄羅斯在內的世界主流火箭陣營。中國未來的載人空間站、探月工程三期、以及火星探測，都將使用長征五號運載火箭。

和以往長征系列火箭相比，長征五號外形設計突出改變是整流罩採用了特別設計的馮卡門曲線外形，四個助推器頭部都採用了斜頭錐造型，總設計師李東表示，這些設計都是為減少空氣阻力，讓火箭獲得更大運載能力。

核心技術具有完全自主智慧財產權

總設計師李東表示，和以往火箭相比，長征五號運載火箭是一枚全新研製的火箭，核心技術具有完全自主智慧財產權。全箭採用了247項核心關鍵新技術，新技術比例幾乎達到100%。而國際上研製新型火箭，包括衛星飛船，採用新技術的比例一般不超過30%。

長征五號採用全數字化三維設計

火箭研製是一個高風險事業。長征五號運載火箭不僅塊頭大，而且技術新，這意味著它比以往任何一個型號長征火箭都要復雜。以往長征火箭使用零部件最多幾萬個，而長征五號使用零部件達十幾萬個。它的設計量是以往火箭的3.5倍以上。為應對這個新挑戰，長征五號採用了全新全數字化三維設計方法，細到每一個螺釘的大小和位置都能一目了然。

航天科技集團一院長征五號火箭總體主任設計師何巍表示，開展數字化設計工作最大好處就是把所有模型都建立成三維的，這樣大幅縮短了工作量。

長征五號的「大心臟」：120噸液氧煤油發動機

大火箭離不開大推力。長征五號火箭立起來有20層樓高，起飛質量約878噸，要托舉這麼重的大傢伙，需要大推力發動機。我國現役火箭發動機單台推力最大隻有70噸左右，遠遠不夠。經過15年不懈攻關。8台全新研製的120噸液氧煤油發動機被裝配在四個助推器上，4台全新研製的氫氧發動機在一級和二級火箭上各裝配了兩台。

長征五號全箭起飛時總推力達1060噸，主要來自8台液氧煤油發動機。120噸液氧煤油發動機的威力到底有多大？專家做了個比喻，120噸液氧煤油發動機產生的最高壓強達500個大氣壓，相當於把上海黃浦江的水打到5000米高度的青藏高原。

超低溫液態推進劑造就「冰箭」

長征五號第一次做新研製的貯箱靜力試驗，就遭遇失敗。貯箱是火箭的關鍵設備，用來裝載火箭燃料推進劑。長征五號採用無毒無污染的零下183℃的液氧和零下252℃的液氫作為推進劑，因此，它還有個形象的稱謂，叫「冰箭」。這些超低溫的液態推進劑就分別貯藏在巨大的箭體貯箱之中，通過內部加壓輸送給發動機。

「此前在進行液氮液壓強度試驗時，貯箱的焊接出現了裂縫，」長征五號火箭副總設計師楊虎軍告訴記者，「如果在飛行中出現破裂的話，整個箱體結構就會失穩，飛行就會失敗，會導致比較嚴重的後果。」

推進劑貯箱直徑達5米，為減輕重量，箱體最薄的地方只有幾毫米。研製這樣直徑的薄壁低溫貯箱，對於中國航天人也是第一次，而且採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製經驗無法複製。研製團隊經過三年反複試驗攻關，終於搞清焊縫出現裂紋的機理和原因。通過改善受力設計和焊接工藝的綜合辦法攻克了難題。

2015年4月，改進後的長征五號所有的低溫推進劑貯箱都經過了壓力考核，而且強度比原來提高了60%。

相比現役火箭設計可靠性再獲提升達到0.98

長征五號雖然採用全新技術，研製複雜程度超過以往任何一個型號的長征系列火箭，但它的設計可靠性卻是最高的。我國現役火箭設計可靠性最高的是0.97，而長征五號設計可靠性達到了0.98。為達到0.98的高可靠性，長征五號的核心控制儀器普遍採用了三取二的冗餘技術。所謂三冗餘，通俗地講就是有三個同樣的儀器互為備份。

今年下半年首飛大考總設計師：確保100%成功

十年的研製，無數次試驗失敗和攻關，迎來的是中國火箭技術的巨大跨越。長征五號的研製不僅標誌著長征系列火箭的升級換代，而且帶動了整個研製平台和產業鏈的更新，與之匹配的天津新一代運載火箭製造基地和海南發射場都是新建的。因為直徑太大，傳統的火車運輸已經無法完成，只能通過海運到達發射場。

從去年9月開始，長征五號已經進行了130多天的發射場合練，所謂合練就是把整個火箭發射流程走一遍，除了不點火，其他都按照正式發射的要求進行。目前，長征五號運載火箭正在天津總裝車間按計劃進行總裝，準備迎接今年下半年的首飛大考。

總設計師李東表示，「今年第一次發射將是對火箭總體技術合理性、可行性、系統之間協調性、載荷環境適應性，全面最真實的考核。我們目標是一定要確保100%成功，這是我們工作的目標，也是國家對我們，也是我們自己對我們的要求。」

新聞鏈接：「長征」家族英雄輩出「箭」丁興旺

長征五號運載火箭，將是我國自行研製的長征系列運載火箭家族當中最年輕、力氣最大的一個。在四十多年的發展過程中，這個家族英雄輩出。那中國航天的「長征」家族都有哪些成員呢？

長征2F火箭：托起「天宮一號」

現在長征家族裡最受人關注的明星是載人專用火箭——長征2F火箭，它高達58米，重達490噸，也是我國目前個頭最大，分量最重，系統最複雜的天地運載工具。

而稍加改進，長征2F火箭就搖身一變，成為重量近9噸的天宮一號目標飛行器飛天的坐騎，這也讓長征2F火箭保持了中國火箭發射載荷最重的紀錄。

長征三號丙火箭：助「嫦娥」奔月

2010年10月1日，嫦娥二號月球衛星成功發射，並直接被送入了地月轉移軌道，這個軌道離地球最遠的距離是38萬公里，是神舟飛船軌道高度的上千倍，而瞄準的目標則是不停運動著的月亮。完成這次發射的，是長征三號丙火箭。

研製新一代火箭助力空間站建設

長征五號將把中國火箭的低軌道運載能力刷新為25噸，相當於一次發射三艘神舟飛船，它將成為空間站建設的中堅力量。而長征六號，長征七號也在研製過程中，未來他們將成為中國航天發射的主力火箭。

中國人古有「萬戶飛天」的夢想，今有「長征」圓夢。就像「長征」的名字一樣，我們對航天的探索只是萬里長征的第一步，「長征」火箭會讓我們不斷超越夢想。

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