創新中打造“中國芯”
——航天科技集團六院研制長征五號新動力側記

■薛生貴 符茜艷

創新中打造“中國芯”
——航天科技集團六院研制長征五號新動力側記

■薛生貴 符茜艷

新一代液氧煤油發動機合練組裝工程技術人員在商討方案

2016年11月3日，長征五號在航天科技集團六院（以下簡稱航天六院）研制的新型發動機的助推下，成功實現了首飛。這枚擁有全新結構、動力的大火箭，開啟了我國深空探測的新時代。

長征五號作為我國目前最大推力的運載火箭，其最大亮點就是擁有一顆，由航天六院研制的強大、綠色環保的“中國芯”。

攻克世界動力難題

進入21世紀，隨著我國探月工程和空間站建設等后續大型航天活動的論證立項，對高性能氫氧發動機的需求愈加迫切。

2001年12月，原國防科工委、財政部聯合批準“50噸級液氫液氧發動機專項工程”立項，并將其用于長征五號的新一代大推力氫氧發動機，這是我國首個地面啟動的芯一級50噸級大推力發動機。2006年10月，作為長征五號火箭芯二級動力裝置的芯二級9噸級膨脹循環氫氧發動機，也拉開了研制帷幕。

新型動力的研制從來都不是一帆風順的。隨著兩型氫氧發動機研制的不斷深入，各種問題隨之出現。

眾所周知，氫氧發動機是典型的低溫發動機，工作前要利用液氫和液氧將發動機各類部件的溫度預冷至大約零下180度或零下250度，同時還要保證液氧和液氫在發動機內部的穩定輸送。如此“超低溫”給發動機設計、制造材料、工藝、試驗等帶來了巨大挑戰。為此，科技人員通過大量的分析計算和試驗，先后創新了百余項設計、工藝、試驗等關鍵技術，大大提升了我國低溫發動機的研發能力，使研制工作取得重大突破。

隨著研制進度的不斷推進，大推力氫氧發動機新的研制難題紛至沓來。在50噸大推力氫氧發動機的第三臺整機完成了第一次長程熱試驗后，檢查時發現，推力室出現了結構破壞，故障現象前所未見。之后，連續3臺發動機、3次熱試驗，推力室都出現了結構破壞，并出現越來越嚴重的燒蝕。

面對難題，研制團隊通過查閱國內外相關資料、請教國內專家和同行，從浩如煙海的數據中，捕捉一絲絲線索。功夫不負有心人，一年半后，終于確定了故障原因。他們一鼓作氣，采取了多項綜合改進措施，僅僅用5個月就完成了方案論證、設計出圖及新產品的研制試驗。2008年11月12日，改進后的推力室熱試驗，一舉取得成功。

攀登液體動力高峰

從開始研制液氧煤油發動機，航天六院科研人員就以國際先進水平為目標，堅持自主創新，突破了高壓補燃關鍵技術80余項，使我國成為世界上第二個掌握高壓補燃循環液氧煤油發動機技術的國家。

這期間，實驗失敗不可避免。在困難面前，中國工程院院士、航天六院科技委主任張貴田一番鏗鏘話語，給研制團隊帶來了信心：“這么多新技術，哪能不交點學費？要堅信，最后解決問題的不是別人，正是我們自己！”

在老院士激勵下，研制團隊以“不怕麻煩、不惜代價、不留疑問”的態度，夜以繼日查找問題、改進思路、完善方案，終于在2002年5月實現了液氧煤油發動機第五次整機試車的圓滿成功，首次獲得了液體火箭發動機補燃循環自身起動特性參數。

航天六院院長劉志讓表示，下一步，他們把目標瞄準了更大推力的重型運載火箭發動機的研制，要將長征五號近地軌道25噸的運載能力，提高到100噸左右。到那時，中國人太空探索的舞臺將會被無限放大。