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          大块头有大智慧:“数”说长征五号火箭

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            中新社海南文昌12月27日电 题:大块头有大智慧:“数”说长征五号火箭

            作者 郭超凯 姜哲

            12月27日,长征五号遥三火箭在中国文昌航天发射场成功发射。几个关键数字或可揭秘这型“大块头”运载火箭蕴含的“大智慧”。

            5:5米大尺寸结构

            长征五号火箭由中国航天科技集团所属中国运载火箭技术研究院抓总研制,由5米芯级捆绑4个3.35米助推器,全箭长约57米。据介绍,5米直径大型箭体结构为中国运载火箭首次采用,是火箭实现运载能力重大跨越的基础,设计、制造、试验难度大。

            长征五号火箭起飞重量约870吨,其自身的结构重量却只占约10%。该火箭壳体“蒙皮”的厚度在1.2毫米至2毫米之间,整流罩的蒙皮厚度更是薄至0.3毫米。业内专家向中新社记者表示,在相同刚度下,火箭壳段的重量减少10%以上,可以为火箭减轻重量,装更多的燃料,“举”起更重的卫星。

          长征五号火箭是中国运载火箭升级换代的里程碑工程,采用全新的5米箭体结构,打破了中国40余年来传统运载火箭3.35米箭体直径的限制。郭文彬 摄
          长征五号火箭是中国运载火箭升级换代的里程碑工程,采用全新的5米箭体结构,打破了中国40余年来传统运载火箭3.35米箭体直径的限制。郭文彬 摄

            25:25吨运载能力

            长征五号火箭从增强进入空间能力的角度出发,瞄准中国航天发展的现实需求,使中国运载火箭的运载能力相比从前提高了2倍多。

            长征五号火箭能将25吨级的航天器送到近地轨道、将14吨级的航天器送到地球同步转移轨道,也可以将8吨级的探测器送到地球-月球转移轨道、将5吨级的探测器送到地球-火星转移轨道。在搭配合适的上面级后,长征五号火箭还能把探测器送到木星等太阳系内行星。

            12:12台大推力发动机

            发动机是火箭的“心脏”,长征五号火箭采用了3型12台全新研制的大推力发动机,主发动机均采用无毒无污染的推进技术,起飞重量约870吨,起飞推力超过1000吨。

            记者了解到,长征五号火箭芯一级配置2台地面推力50吨的YF-77氢氧发动机,该发动机技术在国际同类发动机中处于先进水平。芯二级配置真空推力8.83吨的YF-75D新型膨胀循环氢氧发动机。

            此外,长征五号火箭的4个助推器分别配置2台地面推力120吨的YF-100液氧煤油发动机。此型发动机推力大、比冲高,是中国目前推力最大的火箭发动机,已成为中国新一代运载火箭各个不同构型火箭共用的基础动力装置。三型发动机的结合,能大幅提高中国运载推进技术水平。

          由于体型庞大,长征五号火箭也被民众亲切地称呼为“胖五”。郭文彬 摄
          由于体型庞大,长征五号火箭也被民众亲切地称呼为“胖五”。郭文彬 摄

            -253℃:使用低温液氢燃料

            长征五号火箭贮箱内推进剂(液氢、液氧和煤油)量占火箭总体重量的90%多,液氢温度是-253摄氏度左右、液氧温度是-173摄氏度左右。

            热力学中定义的最低温度是-273.15摄氏度,这个温度被称为绝对零度。长征五号火箭中液氢的温度已接近绝对零度,但火箭外表面温度依然可以一直保持在0摄氏度以上,只因为火箭的贮箱外“穿着”一层不到30毫米厚的“防寒服”,让火箭内的仪器、设备、电缆等正常工作。

            据介绍,燃料在火箭发动机燃烧时的最高温度超过3300摄氏度,如此巨大的温差在瞬间切换,这种工况也是地球上绝无仅有的奇观。

            247:突破247项关键技术

            长征五号火箭突破了以12项重大关键技术为代表的247余项关键技术。其中包括大直径箭体结构设计、制造与试验技术;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等,这些技术均是中国运载火箭研制史上首次遇到的重大核心关键技术,在世界运载火箭中也属高难问题。

            长征五号火箭在采用大量新技术的同时,与之配套的产品也基本为全新产品,全箭新研结构部段26个,新研3型主发动机,电气系统箭上新研单机数量达到1700余台套,软件190余个。

            20000:开展20000余次各种地面试验

            长征五号火箭研制过程中,生产各类单机超过18000台,累计开展试验约近1300项,总计超过20000余次各种地面试验。

            在研制中,型号队伍创造性地提出多项全新技术方案,刻苦攻关,全面掌握了这些全新技术,使中国运载火箭的技术有了多项重大突破。业内专家表示,长征五号火箭大幅度提升中国自主进入空间的能力,对构建中国新一代无毒、无污染运载火箭的型谱发挥牵引和辐射作用。

            长征五号遥三火箭的成功,搭建了中国航天更加广阔的大舞台,未来也将托举中国月球探测、火星探测、载人空间站建设等一系列重大工程,为建设航天强国迈出坚实的步伐。(完)

          【编辑:房家梁】
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