新高度：从东方红一号到长征五号

张美书　张平

从第一颗卫星“东方红一号”遨游太空，到神舟系列载人飞船实现交会对接，再到嫦娥三号成功落月，航天六院研制的液体火箭发动机及空间推进系统，发射了迄今为止中国几乎所有的卫星和航天器，圆满完成了载人航天、高新工程、二代导航、探月工程等为代表的各项任务，为国防现代化建设和中国航天实现技术跨越与持续发展，奠定了坚实的动力基础。中国人进入航天时代的动力之源

假如把火箭比喻成人体，那么发动机就是火箭的心脏；假如把火箭比喻成飞鸟，那么发动机就是火箭腾飞的翅膀。

火箭发动机，是目前实现宇宙飞行的唯一动力装置。火箭发动机的最大特点是自带燃料和氧化剂，不需要空气中的氧来助燃。所以它不但能在大气层内，也能在大气层外的太空中工作。火箭发动机在火箭上的地位，就像心脏和心血管系统在人体中的地位。

液体火箭发动机由于具有性能高、适应性强、工作安全可靠、推进剂价格低廉、对环境污染小和便于重复使用等优点，在航天推进系统中占主导地位。在50多年的发展中，航天六院先后研制成功了一百余种液体火箭发动机和空间推进系统，使用推进剂从常规低温推进剂、高能常温推进剂到高能低温推进剂，功能从主发动机到助推、上面级发动机，从游动和姿态控制发动机再到空间推进器，成为我国导弹武器、运载火箭、人造卫星、宇宙飞船、空间探测器的主导动力。

张贵田院士清晰地记得，50多年前，中国人决定要研制自己首颗卫星的时候，研制发射卫星用的运载火箭发动机，便成为重中之重。发射“东方红一号”的火箭，被命名为“长征一号”，它是一枚以中远程一、二级液体火箭发动机为基础，增加一个使用固体火箭发动机的第三级，组成了三级运载火箭。当时，张贵田担任二级发动机也就是我国第一台中等推力的高空发动机的主任设计师。通过科学分析和反复试验，终于解决了发动机高空点火和在地面上测定发动机的高空特性两大难题，掌握了高空大面积喷管的设计方法和工艺技术。该发动机经过了多次地面试验和飞行试验，终于圆满完成了我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”的发射任务，为揭开我国航天活动的序幕作出了贡献。

我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”的成功发射，标志着古老中国进入到了航天时代，中国成为当时仅有的世界卫星俱乐部五个成员之一。从此以后，航天六院便踏上了一条为中国航天研制更强大、更稳定、更精准、更先进的液体火箭发动机和空间推进系统的快车道，成为中国人进入太空、探索宇宙的动力之源。

火箭发动机技术创新的领军之师

发展航天，动力先行。

航天六院液体火箭发动机的研制，经历了一条从仿制起步到自行设计、独立研制、自主创新的艰难征程，取得了液体动力技术创新发展的累累硕果，发动机的技术性能和可靠性达到了世界先进水平，使我国成为世界上少数几个掌握液体火箭发动机核心技术、并完全拥有自主知识产权的国家。

航天六院研制的液体火箭发动机和空间推进系统，形成了完整的航天液体动力产品系列，建立了自成体系的液体动力研制和生产能力，满足了国防现代化建设和国民经济发展对航天液体动力的需求。推举了嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号圆满完成探月任务。特别是2013年12月嫦娥三号探测器成功落月，圆满完成了我国首次地外天体直接探测，六院研制的全系列动力系统尤其是7500N变推力发动机，为宇宙大文章书写了精彩的一笔。

航天六院研制的液体火箭发动机和空间推进系统，牵引中国航天完全具备了制造和发射多种轨道空间飞行器的能力，保障了航天器的在轨长期可靠运行，近百颗卫星和航天器在安全性、可靠性、成功率和入轨精度等方面达到了国际领先水平。顺利完成了16颗北斗导航卫星的发射任务，标志着中国人建成了覆盖亚太的拥有完全自主知识产权的卫星导航系统。

航天六院研制的液体火箭发动机和空间推进系统，圆满完成了十次神舟系列飞船的发射，实现了三次神舟飞船与天宫一号飞行器的交会对接，将包括中国第一名航天员杨利伟、第一名女航天员刘洋在内的十二个中国人送上了太空。六院金牌动力的完美表现，为顺利实施中国载人航天工程三步走战略奠定了坚实的基础，也为中国人自己的空间站建设描绘了美好的未来。

一直以来，航天六院注重技术创新，不断攀登中国航天动力技术的高峰。为了跟踪世界先进水平，保持我国在航天领域的应有地位，提高航天技术的竞争力，航天六院审时度势，毅然选择以120吨级液氧煤油高压补燃发動机和50吨液氢液氧发动机作为航天运载技术进一步发展的突破口，实现我国液体火箭发动机技术高起点、跨越式发展。20世纪90年代中期，六院科研人员迎难而上，开展了液氧煤油发动机和液氢液氧发动机关键技术攻关工作，在关键技术方面取得了重大突破，取得了一批高水平的研究成果，并分别于2000年和2001年经国家正式立项，进入工程研制阶段。经过十多年的攻坚克难，饱尝数千个日日夜夜的酸甜苦辣，航天六院研制成功的这两种液体火箭发动机，填补了中国航天动力史上的数十项技术空白。仅在液氧煤油发动机研制过程中，六院科研人员就攻克了80余项核心关键技术，突破了100多个工艺技术难关，推动了50多种新材料的研制。成为世界上第二个掌握高压补燃技术的国家，攀登了中国航天动力的崭新高峰。

2016年，这两种发动机将全面应用于我国新一代运载火箭“长征五号”和“长征七号”的首飞，使我国近地轨道运载能力从现在的9.2吨提高到25吨，并具有进一步提高的潜力，使我国航天运载技术迈上了一个全新的台阶，在航天运载能力上处于世界先进水平。

据国际权威统计：国际航天发射的故障率中，有38.5%是由火箭发动机引起。而航天六院研制的液体火箭发动机，创造了重点型号飞行发射成功率百分之百的纪录，为中华民族在世界航天领域赢得了尊严！

助推国民经济服务百姓生活的先遣部队

上天则长袖善舞，落地则生根开花。

从老百姓关心的食品安全、居住出行、环保节能，到影响国民经济发展的国家关键技术装备的研制，特别是改革开放以来，航天六院始终坚持军民融合发展方向，努力将航天液体动力尖端技术，转化为服务国民经济和当地经济发展、改善人民生活品质的民用产业。

当前，绿色能源、环境保护是全社会关注的热点，在此背景下，航天六院加快进军节能环保产业。他们依托液体火箭发动机技术，在环境保护领域开发的烟气脱硫、脱硝系统工程技術，广泛用于火力发电、水泥制造等行业脱硫脱硝烟气综合治理工程总包，为用户创造了良好的经济价值和社会效益。

航天六院拥有脱硝、硫回收、废气焚烧领域多项发明和实用新型专利；获得多项国家重点新产品认证；脱硝领域喷射器正在向国际推广。硫回收技术是煤化工、炼油、气体工业中广泛应用的一项技术，但由于受技术限制，传统工艺其排放指标很难达到标准，硫回收率也较低。六院科研人员以航天燃烧技术为依托，通过消化吸收再创新，实现了航天燃烧技术与国际上最先进的硫回收技术的结合，打造了中国市场硫回收技术的第一品牌。与其它硫回收工艺技术相比较，六院科研人员研制的硫回收成套设备，效率最高可达99.9%和硫磺纯度高达99.9%，并且装置占地变小，投资降低。

航天六院依托航天动力技术研发出来的中低温余热高效回收动力系统，市场前景广阔。该系统利用液体火箭发动机燃烧和流体技术，高效回收冶金、陶瓷、水泥、玻璃、石化、内燃机等行业产生的大量余热，是将工业余热转化为动力的新能源设备。这项技术填补了我国有机工质朗肯循环发电领域的空白，将大大提高我国能源利用效率，缓解环境污染问题，促进经济发展转型升级，有利于培育地热能发电、太阳能发电等战略型新兴产业。

壁纸作为一种装饰材料越来越受到大家的喜爱，是家居生活中的重要物品。六院利用发动机光机电一体化技术，结合大型设备制造的优势，打造了一系列驰名中外的印刷包装设备，其中壁纸生产设备包揽了国内超过90%的市场份额，因为航天印包机械的出现，国内已基本实现了印刷设备替代进口。

航天六院积极实施航天技术成果转化，将航天液体动力尖端技术，转化为服务国民经济、人民生活的民用产业。在流体机械、热能工程、光机电一体化等重点航天技术应用领域，研制了一系列国家急需的高新民用技术产品，填补了国内空白，实现了替代进口。2015年，航天六院民用产业总产值突破百亿元，占全院总产值的60%以上，呈现出良好的发展势头。

在发展航天事业、建设航天强国的进程中，航天六院倾心竭力做好宇宙文章，推动经济发展，助力百姓生活，使航天液体动力技术始终走在中国航天发展的最前列，为人类和平利用太空奠定了强大可靠的动力基石，也使得航天六院作为“中国航天动力之乡”的美名，蜚声海内外。

（作者单位：航天推进技术研究院）