長征五號成功發射，我們離星辰大海又近了一步

引言:11月3日晚，中國迄今運載能力最大的火箭——長征五號在海南文昌航天發射場成功首飛，使中國進入太空的能力提升兩倍以上，向航天強國邁出重要一步。

11月3日20時43分，我國首枚大型運載火箭長征五號在中國文昌航天發射場點火升空。新華社記者 李剛 攝

作為中國運載火箭升級換代的里程碑工程，長征五號是中國全新研製的一型大推力、高可靠、無毒無污染新一代運載火箭，工程技術跨度、攻關難度以及任務實施規模在中國運載火箭研製史上尚屬首次，牽動全世界的目光。

長征五號運載火箭總長約57米，相當於20層樓高的長征五號直徑5米，捆綁4個直徑為3.35米助推器，起飛重量約870噸，起飛推力超過1000噸，近地軌道運載能力25噸級，地球同步轉移軌道運載能力14噸級，地月轉移軌道運載能力8噸級。

中國航天的巨大跨越

火箭的運載能力有多大，航天的舞台就有多大。

專家介紹，長征五號大幅提升中國自主進入太空的能力，達到或超過國外主流大型火箭，讓中國進入包括美、俄在內的國際先進之列。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。它也可用於不同地球軌道大型載荷及其它深空探測任務載荷的發射，同時為中國未來載人登月用的重型火箭研製奠定了良好的基礎。

長征五號填補了中國大推力無毒無污染液體火箭發動機的空白，掌握了一批具有自主知識產權的全新技術，突破大量新型運載火箭的核心關鍵技術，還牽引出了以長征五號的核心技術為基礎的新一代運載火箭的若干構型，目前這些構型火箭已成功立項，正在開展工程研製，同時為中國未來更大的運載器，包括載人登月用百噸運載能力的大型貨運火箭及大型載人火箭奠定了堅實的技術基礎。

「胖五」是怎樣的大火箭？

長征五號外形巨大，此前中國現役火箭箭體直徑最大的只有3.35米，而長征五號箭體直徑達5米。研製人員送它一個愛稱：「胖五」。它不僅是中國「最胖」的火箭，也是運載能力最強的火箭，與中國現役成熟運載火箭相比，運載能力提升2.5倍。

高大威武

不要小看這個箭體結構從3 .35米到5米的跨度，這是一個質的飛躍，不是一個簡單的放大。從設計的能力、模擬的手段、加工製造一直到地面各種試驗，都是一個飛躍，有很多技術難題需要克服。

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，這些設計都是為減少空氣阻力，讓火箭獲得更大運載能力。

強勁的「心臟」

發動機被譽為火箭的「心臟」。要托舉這麼重的「胖五」，需要大推力發動機。長征五號上配備的三種全新大推力發動機，分別摘得中國「最大推力液氧煤油發動機」、「最大推力氫氧發動機」和「比沖性能最高的火箭發動機」三個桂冠。

長征五號起飛時總推力達1060噸，主要來自8台液氧煤油發動機。這些發動機的威力到底有多大？120噸液氧煤油發動機產生的最高壓強能把上海黃浦江的水打到5000米高度的青藏高原。

「小身材」助力「大個子」

長征五號作為中國首個採用助推器支撐的捆綁火箭，其助推器是目前中國最大的低溫液體助推器，為全箭提供豎立狀態支撐和助推飛行階段90%的推力及姿態控制，是長征五號起飛的主要動力源。

與傳統捆綁火箭主要依靠芯級來進行支撐不同，長征五號的整箭和載荷質量全部集中在4個助推器上。在全箭豎立時，靠分布於4個助推器上的12個支撐點停放在發射台上。

要實現這種支撐，對助推器的結構設計要求非常高，不僅要做到「立得住」「站得穩」，承受住火箭800多噸的自身質量，經受住海南發射場特有的大風等考驗，而且還要在火箭助推飛行的過程中，能將幾百噸的推力有效傳遞給芯級並經受發動機產生的複雜熱環境的考驗，做到「綁得牢」「耐高溫」。

「冰箭」有多「高冷」？

長征五號採用無毒無污染的零下183℃的液氧和零下253℃的液氫作為推進劑。因此，它還有個形象的稱謂，叫「冰箭」。火箭體內90%以上都是這種深低溫燃料，但火箭的外表面溫度依然可以保持在0℃以上。這是因為火箭的貯箱外都穿著一層「防寒服」，讓火箭內部的儀器、設備、電纜等正常工作。

要在厚度只有幾毫米的箭體上，加工出一層均勻的僅有10多毫米厚的「防寒服」，就像是在一個大氣球的表面雕刻花紋。

整流罩成衛星信號「全景式天窗」

在役火箭的整流罩都是金屬鋁結構，衛星裝在裡面無法與外界通訊，必須在整流罩上開個口，用其它透波材料打個「補丁」，保持衛星與地面通訊暢通。而長征五號火箭整流罩創新性採用全透波結構，原來的「小補丁」變成了整個整流罩，就像給衛星信號開了「全景式天窗」。

247項核心新技術

長征五號採用了247項核心關鍵新技術，具有完全自主知識產權。

長征五號比中國過去任何一個型號的長征火箭都要複雜。以往長征火箭使用零部件最多幾萬個，而長征五號運載火箭使用的零部件達十幾萬個。它的設計量是以往長征火箭的3.5倍以上。研製中累計開展7000餘次、1000餘項地面試驗，創下了中國液體運載火箭研製規模之最。

長征五號還採用了全新的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。

雖然採用全新技術，長征五號的設計可靠性卻是最高的。中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。 為達到這一標準，長征五號的核心控制儀器普遍採用了三取二的冗餘技術，通俗地講就是有三個同樣的儀器互為備份。

萬人十年磨一「箭」

2006年長征五號研製正式立項，可謂十年磨一「箭」。據不完全統計，十年中，有上萬航天人參與了長征五號的研製。實際上，長征五號的前期論證和攻關早從30年前的國家863計劃就開始了。被稱為火箭心臟的大推力發動機早在15年前就已經立項開始研製了。

未來中國航天舞台的「擎天柱」

一提到中國火箭，大家最熟悉的就是「長征」系列運載火箭了。

最初將中國火箭命名為「長征」，寓意中國的火箭事業一定會像紅軍長征一樣，克服任何艱難險阻，到達勝利的彼岸。

自1970年4月24日長征一號運載火箭在酒泉衛星發射中心順利升空以來，中國長征系列火箭已經成功發射200多次。中國宇航發射次數連續多年保持世界前三位。2011年和2012年，中國航天發射次數都是19次，連續兩年超過美國，位居世界第二。

2016年，中國再次向世界展示自己的航天實力：長征五號和長征七號運載火箭首飛；天宮二號空間實驗室和神舟十一號載人飛船相繼飛天並實現交會對接；全年的宇航發射任務將首次突破20次大關……

中國運載火箭技術從無到有，已具備發射低、中、高不同軌道，不同類型航天器的能力。儘管年發射量和成功率都位於世界前列，中國火箭運載能力卻與國際主流水平還有很大差距，制約了中國空間技術發展。中國長征家族原有的成員在面對未來載人空間站、探月和探火工程等一系列重大航天任務時，仍心有餘而力不足。長征家族迫切需要引入一位「大塊頭」成員扛起重擔。

展望中國未來十幾年的航天規劃表，就更突顯發展新一代火箭的重要。

2017年，天舟一號貨運飛船升空；2017年前後，嫦娥五號將從月球採樣返回；2018年，嫦娥四號將在月球背面著陸探測，中國將成為第一個在月球背面登陸的國家；2018年前後，發射空間站試驗性核心艙；2020年，發射火星探測器；2020年前後，中國將建成自己的空間站；力爭到2020年，基本建成新一代運載火箭系統，完成長征八號的研製並實現其首飛，突破重型運載火箭工程關鍵技術；2020年前後，將建成北斗全球衛星導航系統，提供覆蓋全球的高精度、高可靠的定位、導航和授時服務；2030年前後，重型火箭有望實現首飛……

這其中，有些任務將由長征五號執行，有些在新一代運載火箭的推動下實現，整個計劃環環相扣。足以見得，長征五號是中國航天未來一大批重大任務的前提和基礎。

來源：新華社 我報道 編輯：劉偉 （文中圖片均由中國航天科技集團一院提供）
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