长征五号带你靠近火星 上海航天提供90%起飞推力

来源/新华社

新民晚报讯（记者 叶薇）中国航天科技集团有限公司研制的长征五号运载火箭今天在文昌航天发射场点火升空，成功将“天问一号”火星探测器顺利送入预定轨道。中国航天科技集团有限公司第八研究院院长张宏俊介绍，其中八院承担长征五号助推器以及火星环绕器的总体设计与研制工作。

长征五号运载火箭芯级直径达5米，捆绑4个3.35米助推器，起飞推力超过1000吨，具备近地轨道25吨、地球同步转移轨道14吨的运载能力。本次发射是长征五号运载火箭第4次发射，长征五号系列运载火箭第5次发射，也是长征系列运载火箭第XXX次发射。

中国航天科技集团有限公司第八研究院**书记宗文波告诉记者，长征五号4个助推器为火箭提供了90%以上的起飞推力，是长征五号运载火箭起飞的主要动力源。

长征五号是我国首个采用助推器支撑的捆绑火箭，4个直径3.35米助推器迄今为止都是国内最大的低温液体助推器。助推器五脏俱全，相当于一枚单级运载火箭。每个助推器安装了2台120吨液氧煤油发动机，并为全箭提供竖立状态的支撑。此外，长征五号助推器采用的气动外形良好的斜头锥是国内最大的偏置集中力舱体。

从0到1，新技术的突破

长征五号运载火箭副总指挥兼副总设计师鲍国苗介绍，自2006年10月立项以来，八院长征五号型号研制团队先后突破了14项重大关键技术攻关。当时最具挑战的是国内首个前捆绑点主传力舱体结构，因其能极大地改善芯级部分舱段的载荷环境，提高运载能力，八院长征五号型号便成了国内该领域首个“吃螃蟹”的。

长征五号芯级直径达5米，而助推模块直径只有3.35米，根据总体设计方案，火箭采用了助推主支撑的方式，即在全箭竖立时，靠分布于4个助推上的12个支撑点停放在发射台上。要实现这种支撑，对助推器的结构设计要求非常高，不仅需要承受住火箭800多吨的自身质量，经受住文昌航天发射场特有的大风等考验，而且还要在火箭助推飞行的过程中，能将几百吨的推力有效传递给芯级并经受发动机产生的复杂热环境的考验。这给研制团队提出极大的挑战。

为有效提供全箭尽可能大的起飞推力，长征五号助推器采用了斜头锥和前捆绑主传力结构，在飞行过程中，助推发动机产生的推力通过头锥上的前捆绑点传递给芯级，在头锥不足0.1平方米前捆绑点处需要承受300多吨的偏置集中力载荷。这就像一个人“单肩”扛重物，为了抗住劲，研制团队为头锥量身定制了一款专属的“梁式”承载偏置集中力构型，用3000多个零件铆接而成斜头锥，而锥体与芯级的前捆绑点轴承支座则采用了一体化设计，有效保证了结构的强度。最终通过了多舱段联合低温静力试验，有效验证了该型结构设计的可行性，并于2013年6月29日，成功通过助推器热试车试验。2016年11月3日，长征五号首飞成功，标志着中国运载火箭突破了大型捆绑火箭偏置集中载荷结构的设计瓶颈，为长征五号从无到有奠定了坚实的基础。

从1到4，新形势的考验

长征五号系列火箭作为新一代大型运载火箭，肩负着我国探火、探月、载人空间站等国家重大科技工程的发射任务，在加速推进航天强国建设的过程中，八院长征五号研制团队将面临“多任务同时开展、多地域同步作战”的新形势。海南发射、天津维护、交付总体、天津转运、北京桌面联试、上海总装总测等几乎是并行开展，由一个地方到北京、上海、天津、文昌四地作战，如此高强度的节奏非常考验八院长征五号系列项目办的统筹策划能力。为此，项目办提前策划，通过合理安排人员、合并串行流程等，梳理出具体保障人员名单，并根据当前人员缺口采取适当调补来确保高密度发射情况下的型号队伍配置。另外，梳理出能合并开展的项目，比如新助推的天津转运和已交付助推的天津复测，通过串行实施，不仅提高了人员使用效率，还减少了出差往返时间，保证了总体计划的有序、按时推进。

长征五号系列火箭密集发射新常态除了人员紧张这一难点，还具有高可靠性的压力。如何提高高密度发射下连续保成功的能力，是八院长征五号研制团队持续追求的目标。人们常说从源头解决问题，但过程控制同样重要。设计师作为产品的“源头”，对产品进行全面的梳理，将与产品功能性能相关的项目列举出来，排除功能相同的参数，保留真正影响飞行成败的参数作为设计特性。经统计，最终确定的设计特性有近4000项。八院长征五号通过设计特性“全检全测全记”，形成了运载火箭产品从生产到验收全过程的产品数据包，为后续发现研制过程中的问题、探索产品可靠性增长奠定了坚实的基础。