“胖五”传奇

2020-11-02 02:39段盼盼
科学中国人·下旬刊 2020年5期
关键词:载人空间站研制

段盼盼

2019年12月27日8点45分,“胖五”成功上天了。时隔两年,从失利到成功,“胖五”带着压力、曲折、质疑又重新夺回了属于自己的荣耀,为中国航天事业再添浓墨重彩的一笔。

“胖五”是我国迄今为止技术跨度最大、运载能力最强的一型大型运载火箭。2006年10月,我国正式启动了“长征五号”运载火箭的工程研制。同年11月3日,“长征五号”首飞成功,我国新一代运载火箭实现全新跨越,运载能力跻身世界前列。因为“长征五号”身高57米、腰围15.7米以上(直径5米),相比其他腰围仅有10米多的兄弟们(直径3.35米)来说,它就是一个不可比及的大块头,航天人亲切地称它为“胖五”。

2020年5月5日,“胖五”家族的新成员——“长征五号B”运载火箭,在文昌航天发射场首飞成功,揭开了中国空间站工程的序幕。这同时也标志着中国载人航天大剧“第三季”的连台好戏即将登场,中华民族的飞天梦想从此更近一步。

“胖五”王者归来

在2019年只剩最后四天的时候,“长征五号”遥三运载火箭在中国海南文昌航天发射场成功发射,相关科研人员再次泪洒现场。与两年前不同的是,这次的泪水是喜悦的、一雪前耻的泪水,中国航天人用了整整908天的时间,让“胖五”王者归来,一飞冲天。

在这之前,人们关于“胖五”的记忆,还停留在2017年7月2日的那个346秒。当时,二次出征的“胖五”,也就是“长征五号”遥二运载火箭,在升空346秒后,一个发动机出现推力异常降低,结果没能将卫星送入预定轨道。这次失败直接将中国航天人推到了舆论的浪尖上。

其实,外界对于“胖五”的质疑一直不断。2016年,“胖五”首次亮相并成功发射后,并没有阻止网上的争议。一些人抓住后续披露的一些细节,说“胖五”的成功纯属侥幸。而2017年的失败,似乎坐实了这种猜测。所以,相关的工作人员在反思和紧张查找问题的同时,还要克服来自外界的压力和非议。“胖五”团队里的每一个人都憋了一股劲儿,尤其是火箭发动机研制队伍更是承受了异常巨大的压力与考验。

为了找出问题,解决问题,火箭发动机研制队伍就发动机相关问题严格按照航天科技集团归零“双五条”标准,完成问题归零。为确保归零工作及举一反三工作的及时性、正确性及彻底性,队伍还利用一切有效资源,开展归零工作。可以说,这是一场技術攻关的“全国大联合”,在这场“全国大联合”中,中国科学院、国防科技大学、清华大学、北京大学等高等院校,航天科技集团、航天科工集团、航空工业集团的各大研究院所,共20多家单位的数百名专家、学者都参与了进来,共同开展归零分析,联合进行课题研究,真正做到了业界内外有效资源统筹。

除此之外,中国航天科技集团六院型号战线还重新梳理了“长征五号”遥一运载火箭研制后组织开展的质量复查、复核复算和以“再分析、再设计、再验证”为主要内容的“三再”工作,深入开展设计特性查漏补缺和产品数据成功包络线分析,严抓各级审签把关,严格技术状态管控,提高设计可靠性,保证工艺稳定性和产品质量一致性。

在蛰伏的那两年多时间里,“胖五”团队细致梳理了400多个重大关键环节,逐一进行复查复算,累计召开600多次各类技术研讨会,通过1000多项计算仿真和地面试验,充分考核验证了火箭技术产品状态,全力以赴提升“长征五号”运载火箭飞行任务的可靠性。2019年7月,研制人员终于完成了对发动机的结构改进,还完成了十几次大型地面试验。

2019年12月27日,伴随着一阵震天撼岳的轰鸣声,“胖五”在一团耀眼火焰的簇拥下,飞出天际。2000多秒后,载荷组合体与火箭成功分离,进入预定轨道,“长征五号”遥三火箭发射任务取得圆满成功。至此,“胖五”这个大块头经过两年多时间的浴火重生,终于迎来了凤凰涅槃之旅、王者归来之旅。

“胖五”添新,再出发

“长征五号”遥三火箭飞行任务之所以意义重大,不仅仅是因为这是“长征五号”遥二火箭飞行失利后的再次证明,它更直接关系到了我国载人航天工程、探月工程和深空探测等多项国家重大专项任务的实施。

早在20世纪80年代,中国航天部门就已开始酝酿和规划新一代运载火箭。直到2006年10月,“长征五号”才正式立项,启动工程研制。也就是说,中国航天人经过30多年的刻苦攻关,才成就了2016年“胖五”的首次发射。如果没有“胖五”,我国规划中的探月工程三期“嫦娥五号”任务,准备在2020年发射的火星探测器,以及将来建设载人空间站的各项准备工作,可能都将被迫推迟。所以,“胖五”是身系我国新一代运载火箭全新跨越的大项目,标志着我国从航天大国迈向航天强国。

今年5月,“胖五”家族迎来了新成员“胖五B”,即“长征五号B”运载火箭。与“胖五”不同的是,“胖五B”矮了约3米,“身高”接近54米,相当于18层楼高,“体重”轻了约20吨,近850吨重。这主要是因为“胖五B”少了一个芯二级和一个级间段,只有一个芯级,也就是“腰”往上少了一部分箭体。不过,“胖五B”的“脑袋”——整流罩,比“胖五”的更大,高度超过20米,容积超过345立方米。“胖五B”的“大脑袋”是为了发射载人航天工程空间站核心舱和实验舱而专门设计的。

“胖五B”是我国首个采用一级半构型的新一代大型液体运载火箭,肩负着发射近地轨道的大型卫星及飞船(如载人空间站的核心舱和实验舱等)的重任。除了建造空间站,“胖五B”也有着更为深远的意义。“胖五B”的首飞成功,进一步奠定了我国大型运载火箭世界第一梯队的地位,与俄罗斯质子-M火箭、美国猎鹰-9火箭、德尔塔IV火箭、欧洲阿丽亚娜-5火箭的运载能力相当。同时,“胖五B”也是我国新一代运载火箭系列化发展的代表之一,将为后续重型运载火箭的研制提供重要技术积累。

据“长征五号B”运载火箭总指挥王珏介绍,从立项到首飞,“长征五号B”运载火箭经历了近十年的研制历程,可谓是“十年磨一‘箭”。2011年11月,“长征五号B”运载火箭正式批复立项,承担发射空间站舱段的任务;2012年1月,方案通过评审,转入初样研制阶段;2018年11月,火箭转入试样研制阶段;2020年1月19日,“长征五号B”遥一运载火箭顺利通过出厂评审,首飞任务载荷为新一代载人飞船试验船及返回舱试验舱。

2020年5月5日18时00分,“长征五号B”运载火箭搭载新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱,在我国文昌航天发射场点火升空。约488秒后,载荷组合体与火箭成功分离,进入预定轨道,首飞任务取得圆满成功,实现空间站阶段飞行任务首战告捷。王珏介绍说:“作为专门为载人航天工程空间站建设而研制的一型新型运载火箭,‘长征五号B火箭的首飞成功,标志着空间站工程建设进入了实质阶段。”

无论是“胖五”,还是“胖五B”,都是我国的梦想之箭、强国之箭。在未来的一段时间内,“胖五B”将会非常忙碌,它将要先后发射我国的载人空间站核心舱和实验舱。值得一提的是,“长征二号F”火箭和“长征七号”火箭也将相继登场,共同助力我国载人航天工程建设。在航天长征“三勇士”的共同努力下,中国探索太空的脚步一定会迈得更远更大。

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