创新中打造“中国芯”——航天科技集团六院研制长征五号新动力侧记

■薛生贵 符茜艳

创新中打造“中国芯”
——航天科技集团六院研制长征五号新动力侧记

■薛生贵 符茜艳

新一代液氧煤油发动机合练组装工程技术人员在商讨方案

2016年11月3日，长征五号在航天科技集团六院（以下简称航天六院）研制的新型发动机的助推下，成功实现了首飞。这枚拥有全新结构、动力的大火箭，开启了我国深空探测的新时代。

长征五号作为我国目前最大推力的运载火箭，其最大亮点就是拥有一颗，由航天六院研制的强大、绿色环保的“中国芯”。

攻克世界动力难题

进入21世纪，随着我国探月工程和空间站建设等后续大型航天活动的论证立项，对高性能氢氧发动机的需求愈加迫切。

2001年12月，原国防科工委、财政部联合批准“50吨级液氢液氧发动机专项工程”立项，并将其用于长征五号的新一代大推力氢氧发动机，这是我国首个地面启动的芯一级50吨级大推力发动机。2006年10月，作为长征五号火箭芯二级动力装置的芯二级9吨级膨胀循环氢氧发动机，也拉开了研制帷幕。

新型动力的研制从来都不是一帆风顺的。随着两型氢氧发动机研制的不断深入，各种问题随之出现。

众所周知，氢氧发动机是典型的低温发动机，工作前要利用液氢和液氧将发动机各类部件的温度预冷至大约零下180度或零下250度，同时还要保证液氧和液氢在发动机内部的稳定输送。如此“超低温”给发动机设计、制造材料、工艺、试验等带来了巨大挑战。为此，科技人员通过大量的分析计算和试验，先后创新了百余项设计、工艺、试验等关键技术，大大提升了我国低温发动机的研发能力，使研制工作取得重大突破。

随着研制进度的不断推进，大推力氢氧发动机新的研制难题纷至沓来。在50吨大推力氢氧发动机的第三台整机完成了第一次长程热试验后，检查时发现，推力室出现了结构破坏，故障现象前所未见。之后，连续3台发动机、3次热试验，推力室都出现了结构破坏，并出现越来越严重的烧蚀。

面对难题，研制团队通过查阅国内外相关资料、请教国内专家和同行，从浩如烟海的数据中，捕捉一丝丝线索。功夫不负有心人，一年半后，终于确定了故障原因。他们一鼓作气，采取了多项综合改进措施，仅仅用5个月就完成了方案论证、设计出图及新产品的研制试验。2008年11月12日，改进后的推力室热试验，一举取得成功。

攀登液体动力高峰

从开始研制液氧煤油发动机，航天六院科研人员就以国际先进水平为目标，坚持自主创新，突破了高压补燃关键技术80余项，使我国成为世界上第二个掌握高压补燃循环液氧煤油发动机技术的国家。

这期间，实验失败不可避免。在困难面前，中国工程院院士、航天六院科技委主任张贵田一番铿锵话语，给研制团队带来了信心：“这么多新技术，哪能不交点学费？要坚信，最后解决问题的不是别人，正是我们自己！”

在老院士激励下，研制团队以“不怕麻烦、不惜代价、不留疑问”的态度，夜以继日查找问题、改进思路、完善方案，终于在2002年5月实现了液氧煤油发动机第五次整机试车的圆满成功，首次获得了液体火箭发动机补燃循环自身起动特性参数。

航天六院院长刘志让表示，下一步，他们把目标瞄准了更大推力的重型运载火箭发动机的研制，要将长征五号近地轨道25吨的运载能力，提高到100吨左右。到那时，中国人太空探索的舞台将会被无限放大。