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长征五号运载火箭带动我国航天产业转型升级
来源 : 中国航天报  发布时间:2016年11月03日
 

横空出世探苍穹 产业升级阔步行

——长征五号运载火箭带动我国航天产业转型升级记

运载能力有多大,人类探索太空的脚步就能走多远。长征五号运载火箭的横空出世,将中国航天的运载能力推向世界一流水平,为我国和平开发、利用、探索太空,造福人类提供了划时代的保障,也促进了我国航天产业转型升级,带动了研制平台和产业链的更新。

设计理念升级

瞄准世界一流水平

中国航天科技集团公司研制的长征五号运载火箭是我国新一代运载火箭中首个立项研制的型号,以大幅提升我国进入空间的能力为目标,按照系列化、组合化、模块化的思想进行设计。

尤其是在系列化思想的指导下,长五火箭首次实现了6种构型同时开展总体设计,使系列化设计与发展的思路在工程实践中得到了很好应用,还牵引出了以长五火箭核心技术为基础的我国新一代运载火箭的若干构型,为我国未来研制更大的运载器,包括载人登月用百吨运载能力的重型运载火箭奠定了坚实的技术基础。

此外,长五火箭研制团队按照“三个模块、两种发动机、一个系列”的发展思路一路攻关,促进了新一代中小型运载火箭的发展,对构建我国新一代无毒、无污染运载火箭的型谱发挥了强有力的牵引和辐射作用。

长征五号运载火箭5米直径芯级转运现场。(何超/摄)

运载能力升级

任务适应性更广泛

长五火箭是两级半液体火箭,5米直径氢氧芯级捆绑4个3.35米直径液氧煤油助推器。全箭长近57米,起飞重量约870吨,起飞推力超过1000吨。

长五火箭使我国运载火箭的运载能力提高了两倍多,达到近地轨道25吨级、地球同步转移轨道14吨级,使我国运载火箭的规模实现了从中型到大型的跨越。长五火箭运载能力达到或超过国外主流大型火箭,如阿里安5、德尔塔4、宇宙神5等,火箭总体和部分分系统技术达到国际先进水平,可靠性、适应性、安全性大幅提高。

长五火箭将直接服务于我国探月工程三期、载人空间站、火星探测等重大专项任务,也可用于不同地球轨道大型载荷及其他深空探测任务载荷的发射,为我国未来载人登月用重型火箭研制奠定了良好的基础。

长征五号运载火箭3.35米直径助推器吊装现场。(何超/摄)

核心技术升级

实现历史转型跨越

长征五号运载火箭具有“两多”、“两大”、“两新”、“一同步”的研制特点。其中,核心技术升级意义最为显著,对我国航天乃至整个基础工业升级的推动作用也最为突出。

长五火箭在工程预研、方案研制、初样研制阶段全面突破了240余项关键技术,新技术比例几乎达到了100%,核心技术具有完全自主知识产权。

其中,5米直径大型箭体结构设计、制造、试验技术,低温增压输送系统及新型阀门技术,助推器发动机摆动及前支点传力大型液体运载火箭姿态控制技术,大型低温火箭的POGO抑制技术,120吨级液氧/煤油发动机技术和50吨级液氧/液氢发动机技术等在航天界也属研制难题。

长五火箭研制团队还首次引进了三维数字化设计工具,全面推进数字化设计,构建了我国运载火箭研制史上首个全三维数字化火箭,也有力助推了中国制造2025目标的实现。

航天事业的快速发展要求与其相关的设计、生产、保障能力及时跟上。因此,长五火箭研制任务的意义不仅在于研制了一型新的火箭,还通过研究储备了一批先进技术,带动了相关基础工业能力的提升。

制造工艺升级

工业基础更加雄厚

在长征五号运载火箭的研制中,项目团队除了实现众多核心技术突破外,还采用了一系列新设计、新材料、新结构和新工艺,对我国航天工业乃至整个工业体系都有很好的牵引带动作用。

例如,研制团队成功生产出5米直径贮箱高精度全自动大型焊接设备,这是目前我国最大的全自动焊接设备,实现了搅拌摩擦焊技术在火箭贮箱生产中的首次应用,制造出难度极大的直径5米、长21米的大型火箭贮箱。

在5米直径贮箱研制中,研制团队还首次采用了工艺性较好的球冠底形状,取消了锁底焊结构,工艺性、可制造性都大大提高。

研制团队还改进贮箱液压试验技术,采用液氮进行低温贮箱的地面内压试验;全箭大量采用精细化的结构设计思想,结构系数大大提高;突破前捆绑传力的结构设计技术,掌握了有效提高捆绑火箭运载能力的技术手段,达到国际先进水平,极大地提升了我国航天工业基础能力水平。

产业能力升级

提速航天强国进程

为了提升运载能力,我国在天津建设了新一代运载火箭产业化基地。短短7年间,长征五号和长征七号两型主力运载火箭胜利从这里启航,而天津新一代运载火箭产业基地则当之无愧地成为了我国新时期加速航天强国进程的产业能力助推器。

天津大运载基地的集成投产不仅提供了我国未来30~50年发展空间技术需要的研制条件,同时也带动了天津本地产业结构升级、人才培养聚集。除了在天津完成总装测试、长征五号火箭上还有不少“天津元素”,很多零部件都实现了本土采购。例如箭体上的“中国航天”醒目大字就来自于天津老牌企业灯塔油漆。目前,位于天津开发区的大火箭基地周边已经聚集了20家左右的企业。

而中国文昌航天发射场的建设则是我国新时期地面发射系统建设的扛鼎之作。尤其是大型活动发射平台,在我国首次将脐带塔与活动发射平台合一,达到国际先进水平,大大提高了火箭测试准备过程中的一致性、效率和可靠性,使我国运载火箭地面支持技术的水平大幅提升,跃升至国际先进水平。此举为我国加速航天强国建设奠定了坚实的地面发射平台基础。(辰光)

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