我国目前运载能力最大的新一代运载火箭即将首飞

中国最大推力运载火箭“长征五号”将于本月上旬择机在海南文昌航天发射场发射。“长征五号火箭有三‘大’：体格大、力气大、难度大，”中国运载火箭技术研究院研究员、长征五号火箭总指挥王珏近日笑着介绍称，“所以我们叫它大火箭。”

直径5米，总长约57米，近地轨道运载能力25吨，地球同步转移轨道运载能力14吨，起飞质量近九百吨，起飞推力超一千吨……记者从中国航天科技集团处了解到，长五火箭集成了多项最新的航天技术，首次采用5米直径箭体结构，首次使用无毒无污染的液氢液氧与液氧煤油发动机组合起飞方案，全新研制高可靠的控制系统，对我国运载火箭发展具有升级换代的里程碑意义。

文/记者 李妹妍

身长57米腰粗5米“胖五”远超现役火箭

“大火箭”之大，首先体现在外观上。

与目前我国现役火箭箭体直径最大3.35米相比，长五火箭“腰身”粗了近一半，芯级直径达5米，助推器直径达3.35米。

“不要小看这个箭体结构从3.35米到5米的跨度，这是一个质的飞跃，不是一个简单的放大。”中国航天科技集团公司一院长征五号运载火箭总设计师李东介绍称，长五火箭从设计的能力、仿真的手段，从加工制造一直到地面各种试验，都实现了质的飞跃，“例如箭体结构制造，要加工制造5米的箭体结构，从基础的机械加工、贮箱的焊接、铆接所有的工装，都有很多技术难题需要克服。”

长五火箭不仅“腰身”粗，而且“个头”大———长约57米，相当于20层楼高，虽然在长征火箭家族排行“老五”，长五火箭高度仅次于使用了逃逸塔的长征二号F运载火箭。从外形上，肥硕的长征五号就要比瘦削的长征二号F和长征三号B火箭大得多，因此，不少航天爱好者昵称之为“胖五”。

首次出征的长五火箭，在涂装设计上也与家族的其他兄弟有所区别。

据长五火箭结构总体设计师冯韶伟介绍，相比我国现役火箭，长五火箭箭体上有一样独有的标识，那便是自己的LOGO，代替了原来大大的“CZ-5”字样。国旗下方的“CHN”字样、火箭LOGO下方的“LONG1MARCH”字样，这些增加的英文以及更加协调统一的元素搭配和视觉效果，都彰显出长五火箭是一枚国际化的火箭。

“长五火箭壳体喷涂的漆与现役火箭有着很大的不同，使用了一种特制的‘三防’漆。”冯韶伟说，这是考虑到海南地区高温高湿的气候特点，在保证防潮、防霉菌、防盐雾的同时，与贮箱外表面的颜色保持一致，避免“肤色不均”。

12颗“大心脏”助力运载能力提升2倍以上

“大体格”让长五火箭可容纳更多的推进剂，其推进剂总加注量远超我国现役火箭。在其800多吨的身体里，90%是-252摄氏度的液氢和-183摄氏度的液氧，这已经接近低温的极限，“冰箭”一名正源于此。采用无毒、无污染的液氢液氧作为推进剂，不但更加环保，而且芯级全部采用低温推进剂，这在我国运载火箭的研制历史上还是头一次。

与此同时，长五火箭还有12颗“大心脏”———科技人员在长五的一级和二级火箭上各装配了2台全新研制的氢氧发动机，并在4个助推器上装配了8台全新研制的120吨液氧煤油发动机。

120吨液氧煤油发动机的威力到底有多大？专家打了个形象的比喻，120吨液氧煤油发动机产生的最高压强达500个大气压，相当于把上海黄浦江的水抽到5000米高度的青藏高原。长征五号火箭总体主任设计师何巍告诉记者，在外形上，4个助推器设计成“斜头锥”样子，就像孩子一样依偎在芯一级的身旁，“这样可以减小空气阻力，火箭飞起来会更省劲儿，从而提升运载能力。”据悉，长五火箭比现役火箭的运载能力提升了2倍以上。

“长五系列运载火箭低轨运载能力可达25吨级，高轨运载能力可达14吨级。”王珏介绍称，国际上大型运载火箭的“门槛”是近地轨道运载能力20吨、高轨运载能力10吨，事实上，长五火箭已经可以与美国宇宙神5、德尔塔4，欧洲阿里安5等世界主力大型火箭比肩。

据介绍，长征五号将直接服务于我国探月三期工程、载人空间站工程和火星探测工程等具有里程碑意义的国家重大科技工程，并用于不同轨道大型载荷及深空探测任务载荷的发射。这将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。

247项核心新技术 比载人火箭更可靠

“因为‘大体格’体现着‘大难度’。长五火箭壮硕的外貌，意味着我们攻克了大直径、少级数化难关，而这也是世界大型火箭发展的趋势。”王珏说。

据了解，长征五号运载火箭不仅块头大，而且技术新，与我国之前研制的火箭相比，长征五号运载火箭是一枚全新研制的火箭，核心技术具有完全自主知识产权。

长征五号火箭采用了247项核心关键新技术，新技术比例几乎达到100%。“国际上研制新型火箭，包括卫星飞船，采用新技术的比例一般不超过30%。”王珏说，以往长征火箭使用零部件最多几万个，而长征五号运载火箭使用的零部件达十几万个。它的设计量是以往长征火箭的3.5倍以上。

与此同时，为了应对新挑战，长征五号运载火箭还采用了全新的全数字化三维设计方法，细到每一个螺钉的大小和位置都能一目了然。

值得一提的是，长五火箭设计中还大量使用冗余和预度等手段，进一步提高设计可靠性，也是我国有史以来第一个全面采用系统级冗余技术的运载火箭。经过这样精心的设计，长征五号火箭的设计可靠性达到了0.98，比载人的长征二号F火箭的0.97还要略高一筹。

从2006年国家正式批准立项研制长征五号运载火箭起至今，长五火箭可谓十年磨一“箭”。

据不完全统计，十年中，有上万航天人参与了长征五号的研制，进行的各类试验也不下千次。而实际上，长征五号运载火箭的前期论证和攻关早在30年前的国家863计划就开始了，被称为火箭心脏的大推力发动机早在15年前就已经立项开始研制了。

按照“通用化、系列化、组合化”的设计思想，长征五号火箭提出了“一个系列、两种发动机和三个模块”的总体设计思路，其中以5米模块为芯级，3.35米和2.25米直径模块为助推器，就组合出6种不同的构型。这是我国运载火箭研制历史上首次同时开展6种构型的总体设计，也是同时优化这么多的构型，为我国运载火箭的未来发展奠定了坚实的技术基础。

无数次的试验失败和攻关，迎来的是中国火箭技术的巨大跨越。长征五号运载火箭的研制不仅标志着长征系列火箭的升级换代，而且带动了整个研制平台和产业链的更新。

“长五火箭研制过程牵引着我国运载火箭研制技术与能力全面升级。”王珏告诉记者，这些将为我国新一代运载火箭的系列化、型谱化，以及未来我国运载火箭技术的发展奠定基础。