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伴随着发动机的轰鸣声,长征五号运载火箭拖着长长的尾焰照亮夜空,直刺苍穹,中国航天人开启了“新长征”历程!笔者在现场目睹了发射的全过程,从焦急的等待,到目睹长征五号升空的喜悦,真真切切感受了中国航天人的努力和艰辛。
考虑到长征五号运载火箭是首次发射,组织方考虑到安全性,把媒体采访区域安排在距离发射场较远的位置上,有几公里远。但笔者所在的采访区是高层建筑,视野开阔,各家媒体的摄像机、带着长焦镜头的照相机早早地摆到了相应位置。然而,由于发射时间一再延迟,大家的心里总有些忐忑。11月3日20时43分,长征五号顺利点火升空。那一瞬间,笔者先看到运载火箭的发动机喷射出巨大的火焰,随后火焰撕裂空气的声音,就像一匹匹棉布在耳旁被迅速撕碎一般,紧接着长征五号的尾焰照亮了半个夜空……
长征五号是我国运载火箭升级换代的里程碑工程,代表了我国运载火箭科技创新的最高水平。其首次飞行任务的成功实施,填补了我国大推力无毒无污染液体火箭发动机的空白,火箭运载能力位居我国榜首,并进入国际先进之列,是我国由航天大国迈向航天强国的重要标志,为我国新一代运载火箭系列化、型谱化发展奠定了坚实的技术基础,为后续探月工程三期、载人航天、火星探测等国家重大科技专项和重大工程的顺利实施提供了有力保障。
在“长征”系列运载火箭大家族中,长征五号是一位本领高强的新成员。长征五号运载火箭按照系列化、组合化、模块化思想设计,采用全新设计的箭体结构、动力、电气和发射支持系统,火箭芯一级、芯二级直径5米,捆绑4个3.35米直径助推器。火箭总长约57米,起飞重量约870吨,起飞推力超过1000吨,近地轨道运载能力25吨级,地球同步转移轨道运载能力14吨级,地月转移轨道运载能力8吨级。从外形上看,长征五号的体格更健壮。与兄弟姐妹相比,长征五号的力气更大。不少航天爱好者把长征五号亲切地称为帅气的“胖五”。
为保障“胖五”成功飞天,中国航天科技集团公司科研技术人员运用了很多创新的设计理念和技术。其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,新技术比例高。例如,火箭上配备的三种全新大推力发动机,分别摘得我国“最大推力液氧煤油发动机”、“最大推力氢氧发动机”和“比冲性能最高的火箭发动机”三个桂冠。
“胖五”的工程队伍还克服重重困难,攻克了多项运载火箭大型地面试验技术难关,建成了亚洲规模最大的全箭振动塔、动力系统试车台、发动机试车台、中国文昌航天发射场及测控体系等多个大型地面设施。建立形成了集三维设计、先进制造、仿真试验、工程应用等诸多领域为一体的新型液体火箭及发动机研制能力和工业制造体系础。
夯实的技术储备,让“胖五”拥有了很多高招。虽然“胖五”看起来萌萌哒,但内心却是非常“冷峻”。长征五号采用无毒无污染的零下183℃的液氧和零下253℃的液氢作为推进剂,因此,它还有个形象的称谓,叫“冰箭”。这些超低温的液态推进剂分别贮藏在巨大的箭体贮箱之中,通过内部加压输送给发动机。但“胖五”并不冷,它的外表面温度依然可以一直保持在0℃以上,这是因为火箭的贮箱外都穿着一层“防寒服”,让火箭内部的仪器、设备、电缆等正常工作。
“胖五”这个庞然大物身高数十米,体重几十吨,大家肯定会觉得,火箭外壳特别厚重才能足够坚固。可是你知道吗?常用的火箭壳体“蒙皮”的厚度都在1.2毫米至2毫米之间,而整流罩的“蒙皮”厚度仅有0.3毫米。如果把火箭比作一个成年人,把壳体比作成年人的外衣,那么这层外衣真的是“薄如蝉翼”。
箭体结构设计人员李操说:“在满足箭体刚度和强度的前提下,火箭壳体薄了,整个火箭的重量就减轻了,既能保证有效承载,也让火箭飞行地更完美。”随着技术不断进步,设计人员计算得也越来越精确,火箭结构也越来越优化,“蒙皮”的厚度也随之变得越来越薄。航天科技集团中国运载火箭技术研究院火箭箭体结构设计师邵英翠介绍说:“以‘长五’火箭为例,火箭整流罩的‘蒙皮’面板厚度只有0.3毫米,在相同刚度下,火箭壳段的重量将减少10%以上。”这样,火箭就在保证坚固的前提下,承载更多的燃料,把有效载荷顺利送入轨道。
十年的研制,无数次试验攻关,迎来的是中国火箭技术的巨大跨越。长征五号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。