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中国长征5号大型运载火箭发动机先进程度惊人

时间:2014年12月08日   编辑:中元咨询    来源:中国产业投资研究网

中国长征5号大型运载火箭发动机先进程度惊人,中国大火箭将在海南文昌发射基地首飞……西方媒体对中国大火箭关注与猜测的热情甚至不亚于对中国所谓新一代战略核武器“东风-41”的炒作。在长征系列运载火箭迎来第200次发射之际,记者走进中国大火箭的“出生地”一探究竟。

长征5号是如何“长”成的

始终被神秘色彩笼罩的大火箭生产制造基地,正式名称叫做天津航天长征火箭制造有限公司,隶属于航天科技集团第一研究院,位于距离天津港几十公里的天津市经济技术开发区。这个基地从外面乍一看和一般的厂区没有太大区别,除了院内偶尔看到巨型集装箱上喷涂的“航天”字样,记者在大院门口没有找到任何标明公司名称的牌匾或标志,让人完全无法将这里与外界盛传的大火箭摇篮联系在一起。

大火箭制造基地总经理陶钢向《环球时报》记者介绍,该基地有多个大型装配车间,包括锻造铸造、表面处理、钣金、机械加工等,而出厂前的最后一步则是总装总测。在进入总装车间时,《环球时报》记者明显感觉到特殊之处:所有人都必须将相机等摄录器材存放在外,穿戴好防尘工作服并经过风淋处理之后,才被允许入内。在总装车间中间,水平摆放着一个巨大的火箭部件,记者原以为这就是长征5号的第一级,但陶钢解释称,这只是长征5号火箭的四个助推器之一,光是它的直径就达到3.35米,相当于现役火箭芯级的尺寸。

在总装车间的中段,《环球时报》记者看到一个长征5号基本型的巨大整流罩,外表面已完成隔热处理。陶钢介绍称,该整流罩直径为5米左右,火箭穿过大气层时由于摩擦,整流罩外部将产生数百度高温,而存储有卫星和有效载荷的整流罩内部的工作温度不能高于100度,所以要在外部的金属结构进行隔热处理,内部还要强化结构,使它既能承受飞行中的巨大外力,还要能隔热。

在紧挨着总装车间的总测车间,记者终于见到长征5号火箭第一级的真容:水平放置的第一级火箭目测高度超过两层楼房,长度接近一节火车车厢。旁边还摆放着多个巨大的助推器。据介绍,这级火箭在完成总测之后即将送去其他试验基地进行动力试车。为保证测试结果准确,凡进入该车间的人员都要将携带的手机等电子产品留在门外,无论什么身份都不能例外。

隔壁车间则是长征7号火箭的总测车间,这里摆放着一枚接近完整的长征7号火箭,它先要在这里进行测试,之后就可以运到发射基地进行合练。据介绍,长征7号火箭将在12月中旬左右通过海运运往海南文昌发射基地,这将是中国运载火箭的首次海运。

距离首发还要闯几道关

长征5号火箭总体主任设计师黄兵向《环球时报》记者介绍说,在车间的总测就相当于给长征5号做全面体检,通过检测后还要送到其他基地进行各种试验。在动力试车之后,最重要的关键节点为发射场合练。由于海南文昌发射场是一个全新的发射基地,所以要通过合练测试火箭与发射场的匹配性。

中国新一代火箭到底新在哪?黄兵认为,长征5号火箭的任务定位已不只是打到低轨或者高轨,而是定位于发射中国未来的空间站、探月探火星以及深空探测。这一定位对于火箭推力的要求是跨越式的。中国现役火箭使用的常温燃料有毒,而长征5号火箭使用全低温推进剂,芯级采用液氢液氧,推进器使用液氧煤油,这些绿色环保的燃料使火箭的先进性实现巨大跨越。

长征5号火箭是否和俄罗斯研制的“安加拉”系列火箭一样,都采取通用型的研制思路?黄兵介绍说,长征5号火箭从一开始就是按照模块化、系列化来设计的,目前来看至少有两大型号,长征5基本型和长征5B,这两个型号的芯级和助推器一模一样,两者的差别就在于是否有二级火箭以及整流罩的大小。

大火箭的“海上襁褓”

未来中国大火箭将在新建成的海南发射场升空,而火箭需要通过海上运送,直径达到5米级的大家伙对于海上运送工具又有哪些特殊要求呢?

黄兵表示,作为全球现役直径最大的火箭,长征5号已无法通过铁路运输,只能从海上运到发射场,选择天津作为大火箭制造基地也是基于这样的考虑。《环球时报》记者在总装车间外面看到多个巨大的集装箱。据黄兵介绍,大火箭的不同部件就将被放在这些全球最大的集装箱中,由特制的公路运输车运往天津港,然后再吊装到特制货轮上。据介绍,大火箭生产基地大门外双向十车道的港城大道就是当地政府专为运送大火箭修建的。

对于记者有关大火箭运送船是否要对装载重量有很高要求的提问,黄兵解释称,长征5号在没加注燃料前,是巨大的壳体结构,重量并不太大,所以对于船只的载重要求并不怎么高,反而对于稳定性要求很高,因为火箭是非常精密的设备,所以对于船速也有很高要求,要求尽量匀速行驶,但又不能太慢。由于海上的盐雾可能对于火箭元器件造成腐蚀,所以对于船舱的密闭性也有很高要求。据测算,从天津港海运到海南的周期大概是一周左右。

长征7号火箭副总设计师程堂明透露,目前海南发射场建设已基本完工。长征7号参加合练的火箭目前已完成总装,正在进行出厂测试,预计12月到达海南发射场进行合练。对于长征7号火箭未来的用途,据程堂明介绍,它将主要用于为空间站工程发射货运飞船,低轨运载能力可达10吨以上,也能发射太阳同步轨道卫星,500公里高度轨道运载能力可达8吨左右。同时长征7号火箭也是我国新一代中型运载火箭的基本型,在其基础上可根据需求衍生出新一代中型火箭系列,并逐步取代现役火箭。

中国在预研自己的“土星5号”

前不久,国内有媒体报道称,中国航天科技集团在长征5号大火箭的研制基础上,提出重型运载火箭的发展构想:箭体直径达到9米、全长近100米、起飞质量达到3000吨、近地轨道运载能力达到100吨,成为未来载人登月、大规模深空探测任务的坚实基础。

在回答《环球时报》记者关于中国重型火箭研制进展时,陶钢表示,目前正在进行相关技术预研。要想实现载人登月需要更大的火箭,因为载人登月时需要搭载生命保障系统,对于火箭推力就有更高的需求。重型火箭在人类航天史上有过先例。黄兵介绍说,以现有技术,如果要实现登月,起飞重量基本就和美国的“土星-5号”重型火箭相当,大概是三四千吨左右,为此重型运载火箭的直径就要比长征5号更大。“土星-5号”的直径是10米,中国重型火箭也应该达到这个量级。但以长征5号火箭直径从3.35米跨越到5米的经验来看,大直径火箭对于制造工艺提出更高要求,在焊接技术、原材料、大推力发动机等领域都需要进一步提升。航天科技集团董事长雷凡培透露,中国将用15年左右的时间完成推力3000吨级的重型运载火箭研制,2030年左右实现首次飞行,可用于载人登月和大规模深空探测。

黄兵表示,长征5号火箭给中国最大的帮助就是对运载火箭的研制产生了更深层次的认识,可以说是一个划时代的火箭。长征5号使用的增压输送系统与研制更大型火箭的原理相通,这些技术对未来重型火箭的研制都会有帮助。而且长征5号是从3.35米到5米直径的跨越,这个巨大跨越中所包含的经验对于未来进一步研制更大型火箭也适用。长征5号火箭的研制对于研究和生产人员带来巨大挑战,同时也是难得的锤炼,在完成长征5号系列火箭的研制之后,获得的大量经验将会对未来的重型火箭研制带来很大帮助。


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