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我国航天老专家眼中的长征五号研制大历史
来源 : 中国航天报  发布时间:2016年11月04日
 

跬步三十年 腾飞划时代

——我国航天老专家眼中的长征五号研制大历史

如果说我国航天事业的长河中有划时代事件的话,长征五号运载火箭首飞成功绝对算得上其中具有代表性的一件。

用国家航天局原局长、中国工程院院士栾恩杰的话说,长五火箭的“横空出世”标志着我国航天事业正式挺进大运载时代,真正在火箭运载能力上迈向世界尖端。

事实上,从开始酝酿到一飞冲天,长五火箭的诞生时光已经流转30年。30年磨一箭,这本身已经创造了我国航天的历史。

在这个历史中,既有栾恩杰、龙乐豪、余梦伦、张贵田等老一辈航天人的身影,也有继往开来新一代航天人的汗水,他们共同铸就了长五火箭的辉煌。

玉汝于成30年

长五火箭在中国文昌航天发射场出征太空,中国科学院院士、中国航天科技集团公司一院一部研究院余梦伦在北京观看盛况。火箭点火那一刻,老人的眼中闪烁泪光。

余梦伦是长五火箭诞生的见证者和参与者,也可以说他的人生与长五火箭交织相伴。

现在余梦伦保存的一本扉页有些泛黄的笔记本记录了那段历史。这个笔记本上清晰地显示着余梦伦用钢笔写下的日期:1993年6月。

这是我国第二届863计划高科技专题组其中的一个分支——液体火箭发动机和大型运载火箭专题组诞生的日子。这个专题组因为我国大型运载火箭研制工作而专门设立。当时已经是我国运载火箭研究专家的余梦伦成为这个专题小组的副组长。

从那一刻起,液体火箭发动机和大型运载火箭专题组就成为我国大型运载火箭研制的有力推动者。仅余梦伦自己,在1994年从总体方案分析层面,就为我国大型运载火箭设计论证了8种构型。

回溯历史,余梦伦和他所在的专题组也只是长征五号诞生历程中的中继者。

早在1986年3月,为了提高自主创新能力,坚持战略性、前沿性和前瞻性,我国一份关于高技术发展计划开始萌芽。当年11月,这份“国家高技术研究发展计划”正式出台。由于,这个计划是在1986年3月提出的,因此也被称为863计划。

这项计划中首次出现了“大型运载火箭”的明确提法,因此在业内专家看来,这份计划也是我国大型运载火箭研制的起源。

863计划中这样写道,“研究发展性能先进的大型运载火箭,提高我国航天商业发射服务能力,并为下世纪初建设成长期性空间站奠定技术基础。”“研制出性能先进的低轨道能力为15~20吨的大型运载火箭。”

我国科学家们的志向是宏大的。不过正像余梦伦所说,“当时怎么也没想到这个过程要经历30年。”

余梦伦把长五火箭的诞生轨迹描述为“一起一落再一起”。虽然中间历尽坎坷,但是我国的航天人从未想过放弃。

1995年9月,应用于大型运载火箭的液氧煤油发动机和液氢液氧发动机正式进入工程预研阶段;

1999年,国防科工委正式启动新一代运载火箭方案论证及关键技术初步攻关;

2000年~2001年,120吨级液氧煤油发动机和50吨级液氢液氧发动机立项研制;

2002年4月,新一代运载火箭发展思路评审会,确定了我国大型运载火箭“一个系列、两种发动机、三个模块”的总体发展思路;

2002年7月,中国航天科技集团公司正式任命我国新一代大型运载火箭的“两总”;

2006年10月,国家正式批复我国大型运载火箭工程研制立项;

2007年8月,国防科工委正式批复我国首枚新一代大型运载火箭为“长征五号”;

……

余梦伦说,长五火箭研制的30年浸透着中国航天人的血泪,每向前走一步都是都要付出巨大努力,但是也正因为这样才能淬火成钢、玉汝于成。

研制30年主要因为难

长五火箭研制的30年历史中充满了挑战。中国工程院院士龙乐豪有着深切的体会。上世纪80年代中叶,纵观国际航天大潮,已经出现了10吨级的航天器。而当时我国新问世的、被称为“大力神”的长征三号火箭仍然达不到这样的运载能力要求。

我国拥有更大运载能力的运载火箭未来到底怎么发展?这成为萦绕在龙乐豪心中的问题。

毫不夸张地说,长五火箭的研制是从零起步的,因为不管是它的“心脏”——发动机,还是整体布局结构都是全新的。

在论证之初,虽然这样全新的设计理念还受到一些质疑,但龙乐豪毫不避讳地“力挺”这种研制思路。

“研制全新的火箭会很难,但是我们不能只看到眼前,我们的目光要延伸到10年、20年之后,我们要想那时候需要什么样的火箭。”龙乐豪说,那时很多专家已意识到研制无毒无污染、运载能力大的火箭势在必行。

在某种程度上,这样的研制难度也是长五火箭出世历经30年的原因。

长五火箭装有两种发动机,一种是装在芯级上的液氢液氧发动机,一种是装在助推器上的液氧煤油发动机。从1996年开始两种发动机启动研制起,这一晃就是10年。

而这仅仅是长五火箭的一个部分。

长五火箭的研制难度可以用发射神舟飞船的长征二号F火箭以及我国现役火箭中运载能力最大的长征三号乙火箭进行对比。

长五火箭的起飞重量约870吨,燃料储箱焊缝接近2公里。每一项都相当于长征二号F火箭和长征三号乙火箭两者之和;

长五火箭电气系统元器件约11万件,是长征二号F火箭和长征三号乙火箭元器件总和的1.5倍;

长五火箭低温推进剂重量为600多吨,而长征三号乙火箭这一项指标只有18吨;

从地面设施而言,长五火箭的发射平台重量近2000吨,而长征二号F火箭的发射平台重量只有800吨。

更重要的还有,长五火箭芯级的直径从3.35米增加到了5米,这项技术改变被世界航天领域称为“闯鬼门关”。

在龙乐豪的眼中,中国航天人就是这样一步一突破走过了30年。

30年中,中国航天人为长五火箭研制打赢三场战役:动力系统研制、火箭结构研制以及发射场建设。

30年中,从基础部件研制到关键技术攻关,长五火箭的几代研制者们攻克了247项关键技术。

龙乐豪认为,30年研制,其实时间并不算长。“这符合我国国情以及循序渐进、稳妥可靠、万无一失的设计理念。”

30年之后开启新长征

目前世界火箭发射成功率是91.5%,而我国长征火箭成功率为96% 。有了相对成熟的工程管理经验作基础,长五火箭发射成功的概率大大增加,但这并不代表首飞就一定万无一失。

“风险就来自于首飞本身。”龙乐豪认为,长五火箭首飞要考验两方面内容,首先是火箭方案设计是否合理,同时还要考虑火箭元器件可靠性问题。只有首飞成功才能作出结论——“火箭本身没有问题。”

长五火箭首飞成功牵动着每一个关注中国航天事业的人的心,因为这次人们期待已久的发射,被赋予了太多的意义。

用龙乐豪的话来说,在我国航天历史上,长五火箭与长二火箭具有同等的地位。“如果说长二火箭是我国现役火箭‘老祖宗’,那么,长五火箭将是我国新一代运载火箭的‘老祖宗’。”

此话不假。我国现役火箭都是从长征二号火箭的基础之上进行研制的,而长五火箭对我国新一代运载火箭也起到了奠基作用。

去年9月长征六号火箭首飞,今年6月长征七号首飞,虽然两枚新一代运载火箭在长五火箭之前飞天,但是它们的关键技术都是由长征五号火箭牵引出来的。

比如,长五火箭的“一个系列、两种发动机、三个模块”的设计思路都在长征六号和长征七号火箭之中得到充分体现。

更加直观的是,长征七号火箭的芯一级实际上就是长五火箭的助推器。

“不仅如此,长五火箭在发动机研制方面牵引出的120吨级高压补燃发动机、地面推力50吨级氢氧发动机以及膨胀循环发动机都在我国新一代运载火箭中具有重要意义。”液体火箭发动机专家、中国工程院院士张贵田说。

如果长五火箭发射成功,那么意味着我国火箭近地轨道运载能力达到25吨级、地球同步转移轨道运载能力达到14吨级,达到国际领先水平,对未来实施载人探月、深空探测等重大工程有着重要的意义。

从更广的视角上来看,栾恩杰认为长五火箭的首飞也将是我国从航天大国迈向航天强国的重要标志。

11月3日,长五火箭的惊艳亮相让中国人的大火箭梦变成了现实,中国航天未来发展又多了一块坚强的基石。今年是红军长征胜利80周年,栾恩杰说,长征五号的腾飞是我国长征精神的延续,是航天人对于长征精神的时代表达。中国航天人终于不负使命,用30年奋力撬开了一个新的时代。(姚天宇)

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