探秘亞洲第一“重”箭

史峰

2016年9月，長征五號(hào)運(yùn)載火箭即將發(fā)射，它挑戰(zhàn)了中國火箭設(shè)計(jì)、制造、合練的最高水平。下面，就讓我們一起來“圍觀”一下長征五號(hào)即將到來的“航天秀”吧！

火箭中的“巨無霸”

長征五號(hào)是我國運(yùn)載火箭家族中個(gè)頭最大的，你得仰頭使勁看，才能從頭到腳將它看周全。它的最大身高可達(dá)62米，足有二十多層樓高。當(dāng)它矗立時(shí)，絕對(duì)是直入云天的震撼模樣，霸氣十足！

除了身材高大，長征五號(hào)外形也相當(dāng)壯碩，它的最大直徑是5.2米，腰圍約合16米，需十多個(gè)人才能將它合圍起來。另外，長征五號(hào)的體重（起飛重量）高達(dá)869噸，相當(dāng)于20多輛載重汽車。

在世界各國的現(xiàn)役大火箭中，長征五號(hào)是最重的，是名副其實(shí)的國際級(jí)大火箭，堪稱火箭中的“巨無霸”——即使是排名第二的俄羅斯大火箭安加拉號(hào)，體重也只有770噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上咱們的長征五號(hào)壯碩的身型。

“高冷哥”飛得更遠(yuǎn)

長征五號(hào)體重八百多噸，其中燃料就占了90%的分量，這些燃料都是以超低溫狀態(tài)填充進(jìn)長征五號(hào)體內(nèi)的，其中液氫的溫度是零下252攝氏度，液氧的溫度是零下183攝氏度，這幾乎是氫、氧的低溫極限。燃料溫度這么低，所以長征五號(hào)絕對(duì)是“高冷哥”，它也因此被稱為“冰箭”。

也許有人會(huì)問：長征五號(hào)為什么要低溫填充燃料呢？原來，低溫填充燃料可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)的推力大幅提升，增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)性能，并且只有在低溫狀態(tài)下，燃料才能加得更多，讓火箭飛得更遠(yuǎn)，以滿足人類不斷“深遠(yuǎn)”的太空探索需求。

填充低溫燃料是當(dāng)前火箭的頂尖技術(shù)之一，但掌握低溫燃料火箭技術(shù)的國家寥寥無幾，僅有美國、俄羅斯、中國、法國、日本和印度，這也從一個(gè)側(cè)面說明了我國的火箭技術(shù)已達(dá)世界先進(jìn)水平。

名副其實(shí)的“環(huán)保箭”

以往的火箭，通常會(huì)選用一些有毒物質(zhì)作為燃料，所以它們飛行時(shí)噴射的氣體有毒，有的甚至有巨毒，對(duì)環(huán)境的危害比較大，因此就算是工作人員也要遠(yuǎn)離火箭發(fā)射尾氣污染區(qū)，以防吸入火箭噴出的毒氣。

而長征五號(hào)的燃料箱里加注的燃料是氧氣和氫氣，這兩種氣體燃燒產(chǎn)生的物質(zhì)是水。此外，長征五號(hào)還加注了煤油作為飛行燃料。而無論氧氣、氫氣或是煤油，都屬于環(huán)保型航天燃料，無毒、易制取，在降低火箭發(fā)射成本的同時(shí)，有效避免了環(huán)境污染。因此，長征五號(hào)是名副其實(shí)的環(huán)保箭，它的發(fā)射堪稱是“環(huán)保秀”，標(biāo)志著中國航天技術(shù)已走進(jìn)環(huán)保通道，航天產(chǎn)業(yè)正在向著綠色產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。

“大力水手”動(dòng)力十足

長征五號(hào)是大火箭，除了身體高大，動(dòng)力也超大無比。

為增強(qiáng)長征五號(hào)的動(dòng)力，設(shè)計(jì)人員采用數(shù)百項(xiàng)革新技術(shù)，其中核心技術(shù)是研制出了大推力發(fā)動(dòng)機(jī)——長征五號(hào)在芯級(jí)上使用YF-77液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)，助推器則使用YF-100液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)。這兩款全新研制的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，是中國率先嘗試無毒、無污染推進(jìn)劑后結(jié)出的碩果。

中國雖然是個(gè)航天大國，但此前由于中國火箭發(fā)動(dòng)機(jī)缺乏完全自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，導(dǎo)致我們的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)落后于國際先進(jìn)水平，經(jīng)常需要從國外引進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，而這明顯會(huì)受制于人。比如，咱們與某國簽下了引進(jìn)先進(jìn)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的合同，結(jié)果在關(guān)鍵時(shí)刻對(duì)方單方面毀約，說什么也不愿意向我們提供發(fā)動(dòng)機(jī)，從而導(dǎo)致某航天項(xiàng)目受挫。

為彌補(bǔ)我國火箭發(fā)動(dòng)技術(shù)的短板，中國航天人立志打破外國人對(duì)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)壟斷，開發(fā)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國大火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。經(jīng)過15年的不懈攻關(guān)，終于成功研制出120噸的YF-100液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)?，F(xiàn)在，一共有八臺(tái)這種大發(fā)動(dòng)機(jī)被裝上了長征五號(hào)。這樣，長征五號(hào)全箭起飛時(shí)，推力將達(dá)到無人能敵的1060噸——九月的航天舞臺(tái)上，長征五號(hào)是萬眾矚目的“大力水手”，它的“動(dòng)力秀”，展示的是中國航天的硬實(shí)力。

三個(gè)“大腦”，安全妥妥地

說一千，道一萬，火箭發(fā)射安全最重要，沒有安全其他一概免談。為確保長征五號(hào)能安全發(fā)射，箭身核心控制儀器普遍采用了“三取二”系統(tǒng)備份技術(shù)，通俗地說，就是每一種控制儀器都有三個(gè)同樣的儀器互為備份，相當(dāng)于讓長征五號(hào)在每一項(xiàng)控制系統(tǒng)中擁有三個(gè)“大腦”，使它在飛天過程中能始終保持頭腦清楚，臨危不亂。

同時(shí)，為提升火箭發(fā)射的安全性能，科研人員一絲不茍地排除一切可能帶來發(fā)射事故的安全隱患，將長征五號(hào)十多萬個(gè)零件全都制作得分毫不差，使其安全可靠系數(shù)從0.97提升到0.98。

可別小看這一個(gè)百分點(diǎn)安全系數(shù)的提升——它使長征五號(hào)成為目前最安全可靠的運(yùn)載火箭，從而保證了每一次發(fā)射都能圓滿成功，它的“航天秀”也就成為了它的“安全秀”。

“系列火箭”，本領(lǐng)不一般

說完“環(huán)保秀”“動(dòng)力秀”“安全秀”，讓我們再來看看長征五號(hào)的“才能秀”！

其實(shí)，長征五號(hào)并非是“一種火箭”，而是按“通用化、系列化、組合化”設(shè)計(jì)思路制造出的“系列火箭”的總稱。目前，長征五號(hào)系列火箭共有6種型號(hào)的火箭，分別由直徑為5米的芯級(jí)模塊、3.35米及2.25米的助推器模塊，與50噸氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)、120噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)“組合裝配”而成。也就是說，想要什么樣型號(hào)的，就給你組裝什么樣的。在航天工程中長征五號(hào)可以按需組裝，可以滿足不同的運(yùn)載能力，完成各種各樣的運(yùn)載任務(wù)。

未來，長征五號(hào)系列火箭將完成發(fā)射嫦娥五號(hào)、空間站核心艙以及承載火星探測等重要任務(wù)。這些航天任務(wù)，都是具有里程碑意義的國家重大航天專項(xiàng)工程。在完成這些任務(wù)的過程中，長征五號(hào)將充分展現(xiàn)出它卓越的本領(lǐng)，讓我們拭目以待?。ň庉?余風(fēng)）

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