探秘“胖五”：中國(guó)最強(qiáng)火箭

在中國(guó)航天60多年的發(fā)展史上，從未有這樣一枚火箭讓人如此關(guān)注、如此揪心。它就是我國(guó)目前運(yùn)載能力最大的火箭——長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭。從2017年7月2日長(zhǎng)五遙二失利，到2019年12月27日長(zhǎng)五遙三任務(wù)發(fā)射成功，908個(gè)日夜，對(duì)于長(zhǎng)五研制團(tuán)隊(duì)這支鋼鐵之師而言，究竟經(jīng)歷了什么？

“不容易，這908天感覺(jué)一直憋著一口氣，現(xiàn)在終于可以長(zhǎng)舒一口氣了。”一位在文昌發(fā)射中心參與長(zhǎng)征五號(hào)遙三運(yùn)載火箭（以下簡(jiǎn)稱(chēng)長(zhǎng)五遙三）飛行任務(wù)的航天人士感嘆。

2019年12月27日，長(zhǎng)五遙三在海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。

這是長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭（以下簡(jiǎn)稱(chēng)長(zhǎng)五火箭）的第三次發(fā)射，也是時(shí)隔兩年多后再次執(zhí)行發(fā)射任務(wù)。長(zhǎng)五火箭由中國(guó)航天科技集團(tuán)第一研究院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“火箭院”）抓總研制，是我國(guó)首型大推力無(wú)毒無(wú)污染液體火箭，運(yùn)載能力位居世界前列。

從長(zhǎng)五遙二失利到長(zhǎng)五遙三發(fā)射成功歷時(shí)908天。908個(gè)日夜，長(zhǎng)五團(tuán)隊(duì)無(wú)數(shù)次跌倒后又重新爬起。

“胖五”：我國(guó)目前運(yùn)載能力最大的火箭

長(zhǎng)五火箭為兩級(jí)半液體火箭，長(zhǎng)約57米，直徑5米，是我國(guó)現(xiàn)役火箭中尺寸最大的火箭，也是我國(guó)目前運(yùn)載能力最大的火箭。因此，它被航天人親切地稱(chēng)為“胖五”。

其5米直徑大型箭體結(jié)構(gòu)為我國(guó)運(yùn)載火箭首次采用，是火箭實(shí)現(xiàn)運(yùn)載能力重大跨越的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)難度大。長(zhǎng)五火箭起飛重量約870噸，其自身的結(jié)構(gòu)重量卻只占約10%，火箭外殼的厚度甚至只有幾毫米。

長(zhǎng)五火箭直接服務(wù)于我國(guó)探月工程三期、載人空間站建設(shè)、火星探測(cè)等重大專(zhuān)項(xiàng)任務(wù)，也可用于不同地球軌道大型載荷及其他深空探測(cè)任務(wù)載荷的發(fā)射。火箭院院長(zhǎng)王小軍介紹說(shuō)，長(zhǎng)五火箭在大幅提升我國(guó)自主進(jìn)入空間能力的同時(shí)，也為構(gòu)筑我國(guó)新一代運(yùn)載火箭系列型譜，并且為發(fā)展重型運(yùn)載火箭奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

自2006年正式立項(xiàng)研制以來(lái)，經(jīng)過(guò)10余年的工程研制，長(zhǎng)五火箭先后于2016年11月3日和2017年7月2日實(shí)施了兩次發(fā)射。其中首次發(fā)射取得圓滿(mǎn)成功，長(zhǎng)五遙二因發(fā)動(dòng)機(jī)局部結(jié)構(gòu)問(wèn)題未能將衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。

發(fā)射失利，“中國(guó)航天進(jìn)入至暗時(shí)刻”

2017年7月2日，黑夜以一種急速下墜的方式到來(lái)。

那天晚上，長(zhǎng)五火箭副總師王維彬的心情就像坐過(guò)山車(chē)，車(chē)最后栽倒在谷底。巨大的長(zhǎng)五火箭在塔架上靜靜矗立，媒體架起了攝像機(jī)，老百姓等候在電視機(jī)前。發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，正常。點(diǎn)火170秒后，4個(gè)裝有液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)的助推器完成使命，成功分離;346秒時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)提前熄火，問(wèn)題出在一臺(tái)芯一級(jí)上的發(fā)動(dòng)機(jī)。王維彬感覺(jué)渾身麻木，“心像被撞了一下”。

正在北京家中的主推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)部主任鄭大勇接到所里的電話，聽(tīng)到的第一句話就是“發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)]有了”。

鄭大勇趕到單位。位于北京東高地的測(cè)控大廳里集結(jié)了一群人。他們?nèi)勘浑娫挕罢倩亍保瑖揭惶帲⒅聊豢匆患?jí)發(fā)動(dòng)機(jī)傳回的數(shù)據(jù)，現(xiàn)場(chǎng)鴉雀無(wú)聲。

多年來(lái)的經(jīng)驗(yàn)與初步分析的結(jié)果基本吻合：火箭芯一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)問(wèn)題比較大。但屏幕上的數(shù)據(jù)只能描繪出問(wèn)題的大致輪廓，還不足以精準(zhǔn)地找到病根。

發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障后，長(zhǎng)五火箭已經(jīng)偏離了軌道，墜入太平洋。沒(méi)有殘骸，就看不到病癥，也就無(wú)法用藥。與此同時(shí)，輿論很快通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)酵。甚至有網(wǎng)友評(píng)論：“中國(guó)航天進(jìn)入至暗時(shí)刻。”

成功背后，經(jīng)歷一波三折

從發(fā)射失利到成功，長(zhǎng)五火箭用了兩年多的時(shí)間，在大家焦急等待“胖五”歸來(lái)的908個(gè)日夜中，長(zhǎng)五研制團(tuán)隊(duì)在攻克氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)難題中不斷提升技術(shù)認(rèn)識(shí)。

王維彬曾把發(fā)動(dòng)機(jī)的歸零工作視為“在黑暗中探索”。誰(shuí)也沒(méi)想到，黑夜會(huì)如此漫長(zhǎng)。

長(zhǎng)五遙二失利后，經(jīng)過(guò)100余天的故障排查與定位以及180余天的試驗(yàn)驗(yàn)證，其失利的原因終于確認(rèn)。“在歸零過(guò)程中，通過(guò)建立故障樹(shù)，對(duì)50多個(gè)可能造成推力下降的事件進(jìn)行了逐一排查，最終確認(rèn)了故障的最大可能原因。”長(zhǎng)五火箭總設(shè)計(jì)師李東說(shuō)。

然而，走向成功的道路上總是充滿(mǎn)荊棘。2019年4月4日，在長(zhǎng)五火箭的總裝工作進(jìn)入到最后階段時(shí)，一臺(tái)用于后續(xù)任務(wù)的芯一級(jí)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)在試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了“異常振動(dòng)頻率”。

為了抑制振動(dòng)的產(chǎn)生，研制人員開(kāi)展了大量的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)工作，終于找到了一種快速、有效的改進(jìn)方案。

這次改進(jìn)徹底解決了困擾長(zhǎng)五火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)問(wèn)題。改進(jìn)后的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)10余次3000余秒的試驗(yàn)驗(yàn)證，證明了改進(jìn)措施的有效性，長(zhǎng)五火箭終于回到恢復(fù)發(fā)射的“快車(chē)道”。

2019年10月18日，長(zhǎng)五火箭通過(guò)了出廠評(píng)審，10月27日，運(yùn)抵海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)。隨后長(zhǎng)五遙三劈波斬浪1670海里，12月27日箭起海之南，完成了華麗的涅槃，為2019年中國(guó)航天發(fā)射畫(huà)上了一個(gè)圓滿(mǎn)的句號(hào)，也為未來(lái)的發(fā)射任務(wù)奠定了基礎(chǔ)。

“夢(mèng)想之箭”，未來(lái)大有可為

作為目前我國(guó)運(yùn)載能力最大的火箭，長(zhǎng)五火箭肩負(fù)著開(kāi)展載人航天空間站建設(shè)、月球采樣返回、火星探測(cè)等多項(xiàng)重大航天工程任務(wù)，是承載中華民族對(duì)浩瀚宇宙向往的“夢(mèng)想之箭”，也是我國(guó)由航天大國(guó)邁向航天強(qiáng)國(guó)的重要標(biāo)志。

長(zhǎng)五火箭近地軌道的運(yùn)載能力達(dá)到25噸左右，可以有力支撐我國(guó)載人航天空間站的建設(shè);兩級(jí)半構(gòu)型的長(zhǎng)五火箭地球同步軌道運(yùn)載能力達(dá)到14噸，可以用于發(fā)射大型高軌道衛(wèi)星、實(shí)施月球采樣返回、開(kāi)展深空探測(cè)等任務(wù)。

此次長(zhǎng)五遙三發(fā)射任務(wù)的成功，也標(biāo)志著長(zhǎng)五火箭將加速進(jìn)入工程應(yīng)用階段。在2020年，我國(guó)計(jì)劃完成長(zhǎng)征五號(hào)B的首次發(fā)射任務(wù)，發(fā)射嫦娥五號(hào)月球探測(cè)器實(shí)施月球采樣返回，以及發(fā)射火星探測(cè)器等。

“目前，執(zhí)行后續(xù)各項(xiàng)任務(wù)的長(zhǎng)五火箭進(jìn)展順利，正在按計(jì)劃開(kāi)展各項(xiàng)生產(chǎn)、裝配和測(cè)試工作。”王小軍介紹說(shuō)。

（《人民日?qǐng)?bào)》2019.12.29等）