长征五号运载火箭2016下半年将实施首飞

长征五号运载火箭全箭。

中国运载火箭技术研究所

今年下半年，长征五号运载火箭将进行首次飞行。长征五号火箭是目前我国高度最高、体积最大、运载能力最强的火箭，一直备受关注。记者最近走进中国运载火箭技术研究所，想了解中国最大的火箭是什么样子的。

它高20层，直径5米，是目前中国运载能力最强的火箭。

记者在中国航天科技集团公司下属的中国运载火箭技术研究院看到，长征五号火箭高20层，箭体直径5米。它无愧于中国最高最大的火箭。据专家介绍，长征五号火箭在低地球轨道上的运载能力为25吨，是现有火箭运载能力的2.5倍。这是目前中国最强大的火箭。据了解，搭载在火箭上的三款全新大推力发动机分别获得了“最大推力液氧煤油发动机”、“最大推力氢氧发动机”和“比冲性能最高的火箭发动机”三大称号。

提起长征系列火箭并不陌生。它的四个子系列已经实现了从小载荷到大载荷以及从低轨道到高轨道的基本覆盖。研制长征五号火箭的目的是进一步提高航天发射的有效载荷质量。

长征五号火箭按照“通用化、系列化、组合化”的设计思想，与50吨氢氧发动机和120吨液氧煤油发动机组成“组合伙伴关系”，形成了一个完整的6种构型系列，核心模块直径为5米，助推器模块直径分别为3.35米和2.25米。据专家介绍，这种模块化组合设计不仅能使长征五号火箭满足不同用户的各种需求，而且还能形成较强的运载能力，实现一箭多星，降低单位质量入轨成本。

在它800吨重的身体中，90%是零下252摄氏度的液态氢和零下183摄氏度的液氧，因此被称为“冰箭”

回顾长征五号火箭的研制过程，可以说是十年磨一箭。自从2006年国家正式批准这个项目以来，宇航员们亲切地称它为“大火箭”:首先，它外形巨大，轻型火箭的直径可达5米，而目前我国现役火箭体的直径只有3.35米。第二，起飞质量大。长征五号火箭的起飞质量约为878吨，在低地球轨道运载能力为25吨，在地球同步转移轨道运载能力为14吨。第三，长征五号火箭将实现质的飞跃，大大提高中国自主进入太空的能力，把中国火箭送入包括美国和俄罗斯在内的世界主流火箭阵营。

与以前的长征系列火箭相比，长征五号火箭在外形设计上有一个突出的变化，即整流罩采用了专门设计的冯卡门曲线形状，四个助推器的头部都采用了倾斜的头锥形状。这种设计的原因是减少空气阻力，使火箭获得更大的运载能力。

长征五号火箭的另一个主要特点是它在燃料方面投入了足够的努力。与目前使用化学燃料的常规火箭不同，长征五号火箭使用无毒无污染的液态氢和液氧作为推进剂。在它800吨重的身体里，90%是零下252摄氏度的液态氢和零下183摄氏度的液氧，接近低温极限，所以专家们形象地称它为“冰箭”。

液态氢极易挥发，火箭发射时尾部的火焰温度将达到3000摄氏度。如果隔热不当，液态氢可能会被排出。为此，研究人员想尽一切办法通过隔热来控制火箭，并在“冰箭”上穿上厚厚的“隔热服”，以确保火箭不会被热量“侵入”。

这些超低温液体推进剂分别储存在巨大的火箭油箱中，并通过内部增压输送到发动机。推进剂罐的直径是5米。为了减轻重量，水箱最薄的部分只有几毫米。这也是中国宇航员首次开发这种直径的薄壁低温罐。此外，所使用的铝合金材料是全新的，这意味着小直径低温储罐过去的发展经验是不可复制的。

面对强大的挑战，研究团队经过三年的反复试验，通过改进应力设计和焊接工艺的综合方法，最终克服了储罐焊接裂纹的技术难题。2015年4月，改进后的长征五号火箭低温推进剂贮箱全部通过压力测试，强度比原贮箱提高60%。

采用了247项核心关键新技术，拥有完全独立的知识产权。

与以往的火箭相比，长征五号火箭的核心技术具有完全的自主知识产权。全箭采用了247项核心关键新技术，新技术比例接近100%。然而，新开发的火箭，包括卫星航天器，使用新技术的比例一般不超过30%。

火箭开发是一项高风险的事业。长征五号火箭不仅体积大，而且技术新，这意味着它比以前的任何长征火箭都要复杂。过去长征火箭用了几万个部件，长征五号火箭用了几十万个部件，设计体积是以前火箭的3.5倍多。为了迎接这一新的挑战，长征五号火箭采用了全新的数字化三维设计方法，每一颗螺钉的大小和位置都一目了然。

当然，大型火箭离不开大推力。在中国服役的单个火箭发动机的最大推力只有大约70吨，这远远不够。经过科研人员15年的不懈研究，新研制的8台120吨液氧煤油发动机已安装在4个助推器上，4台新研制的氢氧发动机已分别安装在第一级和第二级火箭上。当长征五号火箭起飞时，它的总推力将达到1060吨，主要来自八个液氧和煤油发动机。

120吨液氧煤油发动机的功率有多大？专家们做了一个类比:一台120吨的液氧煤油发动机产生的最大压力为500个大气压，相当于从上海黄浦江向海拔5000米的青藏高原抽水。

虽然长征五号火箭采用了全新的技术，其研制比以往任何长征系列火箭都复杂，但其设计可靠性是最高的。中国现役火箭的设计可靠性最高为0.97，长征五号火箭的设计可靠性达到0.98。为了达到0.98的高可靠性，长征五号火箭的核心控制仪表一般采用三取二的冗余技术。一般来说，有三种相同的仪器是相互备份的。

十年的研发，经过无数次的试验和研究，迎来了中国火箭技术的一次飞跃。长征五号火箭的研制不仅标志着长征系列火箭的升级换代，也促进了整个开发平台和产业链的更新。(原标题:今年下半年中国最大的火箭将会是什么样子，届时第一个长征五号运载火箭将参加空间站、月球探测三期和火星探测任务(注意))