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解读 | 长征五号“胖”在哪里?为何推迟两小时发射

2016-11-04 瞭望

https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=c0342f2je13&width=500&height=375&auto=0△11月3日晚8时43分,长征五号运载火箭点火升空全过程

◆ 长征5号被称为“胖五”,从3.35米到5米,不只是简单的数字变化

◆ 胖五”有啥特点?

5米箭体直径(突破了传统3.35米直径的限制,新技术比例达100%)

运载能力达5到6吨(长征三号甲火箭运载能力为1吨)

全箭起飞时总推力达1060吨,相当于把上海黄浦江的水打到5000米高度的青藏高原

推进剂无毒,且成本仅为常规推进剂的1/10

◆ 为何推迟两小时发射?前期一级助推器,氧排气的管道、一级芯级的氢氧发动机等出现了问题

◆ “胖五”是我国现在唯一的大型火箭,标志着中国从航天大国向航天强国迈进

◆ 航天强国要建空间站、登月、探测火星,大火箭是实现一切的基础

◆ 下一步进行火星探测,“胖五”约能将5吨量级的探测器送到火星上,该探测器要带火星车,可在火星表面巡视

◆ 附:gif图组详解关于火箭那些事儿

记者/陈曦、白国龙、赵颖全、周慧敏


  11月3日晚8时43分,中国文昌航天发射场,距离海边约800米的发射平台上,长征五号运载火箭点火升空

  

  这是我国新一代大型运载火箭长征五号的首次飞行任务,也是长征家族系列运载火箭的第238次发射。


  

  随着人类对于宇宙空间的不断探索,世界主要航天强国纷纷推出新一代大型火箭。中国现有运载火箭长征家族原有成员在面对未来载人空间站、探月、探火等一系列重大工程任务,有些心有余而力不足。长征家族迫切需要引入一位“大块头”成员扛起重担。

  

  被亲切地称为“胖五”的长征五号火箭应运而生,成为我国起飞质量最大、起飞推力最大、箭体结构最大、运载能力最大的运载火箭

  

  这一次发射,对于“胖五”来说,有太多的创新和纪录需要被铭记。

 长征五号火箭在总装厂房运转(8月18日摄)。新华社发(何超摄)

  

从3.35米到5米,一次华丽的蜕变

  

  “胖五”长啥样?先从数据上看:身长57米,芯极直径5米,捆绑4个3.35米直径助推器,起飞重量约为870吨,运载能力达到近地轨道25吨,地球同步轨道14吨,地月轨道8吨。

  

  “胖五”以其5米的箭体直径突破了传统3.35米直径的限制,成为我国箭体直径最大的火箭。

  

  从3.35米到5米,不只是简单的数字变化。

 

处于转场过程中的长征五号火箭(10月28日摄)。新华社发(孙浩摄)

  

  “30年前启动论证,20年前开始预研,10年前开始立项研制。”航天科技集团一院长征五号火箭总设计师李东说,我国火箭都是以3.35米直径为基础发展起来的,目前运载能力已用到极致,想向前发展,就需要直径上的突破。1.65米的直径改变意味着整个火箭制造工业体系都要变,包括材料、制作工艺、工装、动力、加工、厂房等,也意味着国家工业基础要跟得上。“技术跨度太大,新技术比例几乎到达100%。”

  

  比如,为了提升“胖五”的性能和效率,燃料储箱内壁最薄的地方只有3毫米。航天科技集团一院天津大火箭公司副总经理孟凡新说:“做到这样的极致,既有新材料的功劳,也有新生产工艺的功劳。而这样的创新,在‘胖五’身上比比皆是。”

  

  此外,因为“胖五”直径太大,传统的火车运输已经无法完成,只能通过海运。与之匹配的沿海天津新一代运载火箭制造基地和中国文昌航天发射场都为此而新建。


  

  李东说,研制“胖五”最早的目标是大运载能力。实现大的运载能力有2个基础:大的结构和大的发动机。

  

  国际上,大型火箭的直径不约而同都在5米左右。同样长度的火箭,直径越大可以装载更多的飞行器。此外,直径越大,火箭的整流罩可以做得更大,这样不光可以搭载重量更大的飞行器,也可以搭载体积更大的飞行器。“即使3.35米直径的火箭可以搭载体积很大的卫星,但会弄出一个很大的脑袋,火箭外形也不好。”李东说。

  

从13.5吨到25吨,一次能力的飞跃

  

  2016年6月25日,长征七号火箭发射升空,以13.5吨近地轨道运载能力成为我国火箭运载能力之最。

  

  4个月后,“胖五”问世,其近地轨道运载能力更是达到25吨。

  
处于转场过程中的长征五号火箭(10月28日摄)。新华社发(孙浩摄)

  

  国际上一般认定,近地轨道10吨量级为中型火箭,超过20吨叫做大型火箭。“胖五”成为了我国现在唯一的大型火箭。“这标志着中国进入了大火箭俱乐部。”李东说,“这个能力使未来发展有了更广阔的空间。”

  

  “以前,中国运载火箭只有2吨运载能力时,还不能承担载人航天的工作。把一个航天员送上天,也得要一个7、8吨级的飞船,否则航天员的生活保障不了。中国现在有了7、8吨运载能力的火箭,才有了载人航天。同样中国现在有了长征五号,才能实施空间站计划,因为空间站要长期有人照料,在天上长时间生活,规模肯定很大。”李东打了个比喻,“这就像家里人口多了,一个小房子住不下。”


  

  目前,我国长征三号甲火箭能将1吨多的载荷送入地火转移轨道,而“胖五”的运载能力达5到6吨。“1吨的载荷和五六吨相比,所能做的事情肯定是不一样的。”李东说,下一步进行火星探测“胖五”大约能将一个5吨量级的探测器送到火星上。这个探测器就不再是简单围绕地球转了,而是要带一个火星车,直接落下去,在火星表面巡视。“火箭能力的反应,不仅是说火箭能飞到哪里去,而是取决于到哪个位置能带的载荷重量。长五带的载荷多了,能做的事也更多了。”

  

  当然,大火箭离不开大推力。

  

  “胖五”全箭起飞时总推力达1060吨,主要来自8台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打到5000米高度的青藏高原。

  

  熟悉航天的人知道,我国现役常规火箭发动机采用有毒的常温推进剂。推进剂无毒化是国家航天技术发展的趋势。“胖五”采用的液氧和煤油燃烧后产生的二氧化碳和水,不会对环境造成任何污染,而且成本仅为常规推进剂的十分之一。


长征五号火箭进行垂直吊装(10月31日摄)。新华社发(何超摄)

  

从载人航天到登月探火,中国迈向深空的一大步

  

  从“神五”到“神十一”,我国长征二号F火箭把11名航天员送入太空,也把中国一步步推向航天大国。

  

  这一次,“胖五”肩负的使命是推动我国向航天强国迈进

  

  “长征五号大幅度提升了中国人自主、自由进入空间的能力。”李东说,一切空间活动的前提是建造火箭。正如发展海洋事业一样,造不了船,一切都免谈。“造一个小帆船和一艘万吨巨轮是截然不同的。”

  

  “长征五号带动了整个中国新一代运载火箭技术的发展。”李东说,长征七号、长征六号都是以“胖五”的核心技术衍生出来的,长征八号也正在研制中。通过“胖五”的研制,我国运载火箭的基础水平能力得到了提升。

  

  “长征五号培养出一批年轻的火箭研制队伍。”李东说,通过新一代运载火箭的研制、历练,我国新一代航天人才也成长起来。而这是中国航天最大的财富。


11月3日20时43分,我国首枚大型运载火箭长征五号在中国文昌航天发射场点火升空。新华社记者李刚摄

  

  李东说,航天强国与航天大国的区别在于,强国要建空间站、登月、探测火星。而这些大事需要大火箭,有了大火箭,才有了基础。

  

  下一步“胖五”将承担嫦娥工程的第三步任务将探测器送入地月轨道上,对月球的土壤和岩石采样后,在月面起飞再飞回来,把公斤级的标本带回地球。

  

  再下一步,“胖五”将承担空间站舱段任务的发射,成为建造空间站的主力。

  

  然后,“胖五”将承担火星探测任务,将4.5吨级大的火星探测器送到距地球5000万公里的火星上……

  

  “长征五号是中国从航天大国向航天强国迈进的标志。”李东说。


来源/新华全媒头条

原题为《大块头"胖五"有大智慧:独家详解长征五号大火箭》


  

“长征五号”为何推迟两小时发射?原因是这样的

  

  3日,我国最大推力新一代运载火箭长征五号首次发射任务取得圆满成功。据国防科工局系统工程司副司长赵坚介绍,此次发射在进入发射程序以后,遇到了一些问题,导致发射时间比预计时间晚,最终问题得到解决,卡在窗口时间后沿圆满完成了发射任务。

  

  据赵坚介绍,此次长征五号发射时间的延迟,是由于在前期过程中出现了两个方面的问题。

  

  赵坚说:“首先是我们的一级助推器,氧排气的管道出现了一些问题,我们经过判断,不影响后面的工作。由此来推测我们液氢的加注时间,最后不影响发射,这是过了一关;但是接着又来了一关,第二个问题,就是一级芯级的氢氧发动机在遇冷的过程中间出现了意外,温度降不下来,非常着急,这个有窗口的时间限制,但是这个温度降不下来,现场组织指挥和我们的科技人员非常镇定,非常沉着,遇到险情,采取了各种预案,各种措施,最终解决了这个问题,卡在了最后的后沿完成了发射了。”

  

  航天科技集团一院长征五号火箭副总设计师娄路亮独家透露:火箭助推上的产品出了一些小问题,经过专家讨论认为不影响后面的发射,检查和讨论过程花了一点时间,当时就决定,在窗口上还有将近三个小时的时候,占一个小时应该是没有问题的。但在后面的液氢加注过程中,因为长五的特点是一枚冰箭,就是液氢的容积非常大,加完之后首先要保证发动机在里面的一些部件能够冷却到足够的温度,这样在启动过程当中会非常平稳。在启动过程当中,发现有些参数不是按照设想来工作,现场组织相关技术人员讨论,按照预案进行各种排查工作,基本上在最后一个时刻,圆满解决了问题,按照窗口的后沿,把第一枚火箭顺利升上了太空。


来源/央广网

原题为《“长征五号”推迟两小时发射?原因是这样的》



看动图,了解关于火箭那些事儿









转自/@央广军事

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