長徵五號失敗調查結果要到年底,長徵五號發射失敗原因分析

　　長徵五號是目前我國運載能力最大的火箭，於2016年11月3日在中國文昌航天發射場成功首飛。但在2017年7月2日，長徵五號遙二火箭搭載實踐十八號衛星發射升空後，火箭飛行出現異常，發射任務失利。

　　原本，這次發射若成功意味著長徵五號運載火箭工程研製圓滿收官，進入正式應用階段，同時也是我國在今年下半年探月三期嫦娥五號月球探測器發射前，對「胖五」火箭的最後一次實戰演練。然而，始料未及的發射失利仿佛打亂了原來的節奏。

　　此前，我國原計劃在2017年11月，用長徵五號火箭發射國內首個實施無人月面取樣返回的太空飛行器「嫦娥五號」；在2018年，發射世界首顆在月球背面著陸和巡視探測的太空飛行器「嫦娥四號」。

　　由於長徵五號遙二火箭發射失利的原因仍在調查中，或將在年底徹底查清。這次失利將影響到我國嫦娥五號、四號以及空間站的任務計劃。

　　長徵五號發射失敗原因分析

　　以前發射成功率高是因為長徵火箭不夠「壯」

　　從1970年長徵一號運載火箭發射至今，長徵系列顯然成了一個「大家族」，實現了從常溫推進到低溫推進、從串聯到捆綁、從一箭單星到一箭多星，運載能力覆蓋高、中、低各種軌道，能夠滿足不同載荷的發射要求。

　　長徵系列運載火箭在長徵五號誕生之前共實施了237次發射，發射成功率高達97%左右。而國際上，從1957年到2015年，全球共發射5400多次，平均發射成功率是91.5%。這樣來看，長徵系列火箭一直表現都很棒，也讓我們自然而然形成一種錯覺：但凡長徵火箭發射，必定是成功的。

　　但這樣的成功是建立在火箭運力較小、型號較老基礎之上的。

　　受我國鐵路運輸的限制，「胖五」之前的火箭最大直徑僅為3.35米，我國長徵系列運載火箭地球同步轉移軌道運載能力最大僅能達到5噸級，與12噸級的國際主流水平運載能力相比差距大，制約了我國空間技術發展。

　　「當時的載人航天工程尚處在論證階段，按我國當時火箭的運載能力，無法滿足未來空間站建設的需求。」航天科技集團一院長徵五號運載火箭總指揮王珏說，國內重大工程的發展需要成為中國研製大型運載火箭的直接驅動。

　　20世紀80年代末，隨著人類探索宇宙的不斷深入，世界主要航天強國紛紛推出了新一代大型運載火箭，比如美國的德爾塔4和宇宙神5、歐洲的阿里安5，這些火箭多採用了5米左右大直徑，少級數，運載能力全面超越我國當時的火箭。

　　各國發展新一代火箭的目的很明確：一是通過清潔推進劑的改進實現環保，二是提高運載能力，提升進入空間能力和商業競爭力。

　　內有重大工程的需要，外有各國的發展趨勢，打造一枚「大塊頭」的火箭顯得十分迫切。

　　長徵五號的「難」主要是因為有這麼幾隻「攔路虎」：

　　——整體技術。要實現運載火箭能力的跨越式發展，整體就必須採用全新的技術。相比以往新火箭研發中30%左右的新技術比例，長徵五號可以說是另起爐灶，全箭採用了247項核心關鍵新技術，全箭新研產品比例達90%以上。

　　「這麼高的新技術比例意味著研製工作量增大，研製難度增大，也意味著研製風險增大。」長徵五號火箭總設計師李東說。

　　——「心臟」。運載火箭與飛機汽車一樣，發動機是它的「心臟」。為了把更重的載荷送到更高更遠的地方，火箭不僅需要最好的發動機，而且一支多級火箭需要不同類型的發動機。

　　新一代火箭首先要解決大推力問題，之前我國單臺發動機推力最大的只有75噸，遠遠滿足不了長徵五號的需求。

　　長徵五號採用了新一代無毒無汙染的氫氧和液氧煤油發動機組合方式，8臺全新研製的120噸液氧煤油發動機被裝配在四個助推器上，兩臺50噸、兩臺9噸的全新研製的氫氧發動機分別裝配在一級和二級火箭上。在研製過程中，擺在研製人員面前最大的難題就是如何攻克大推力液氧煤油發動機技術，而這個技術以前也只有俄羅斯掌握。

　　一些外國專家甚至認為，即使我們能設計出來，但以我們現有的材料和工藝水平，也不可能製造出來。但是中國航天人愣是進行了夜以繼日的攻關，中間更是經歷了四次發動機試車失敗，甚至目睹過幾秒鐘內發動機就燒毀殆盡的慘狀，但他們還是挺過來了，幾十種新材料、一百多種新工藝被一一攻克。真可謂「一斤推力一寸金，十萬馬力十萬人！」中國於是成為繼俄羅斯之後第二個全面掌握液氧煤油高壓補燃發動機技術的國家。

　　——大結構。把火箭做大，把箭體直徑從3.35米變為5米，並不是簡簡單單放大。要加工製造5米的箭體結構，需要基礎機械加工、貯箱焊接、鉚接等所有工裝的巨大飛躍，有很多技術難題需要克服。

　　大結構還給地面試驗帶來新要求，以前的工具機、試驗的工位、廠房都已無法滿足長徵五號的大結構需求，因此長徵五號的研製也帶動了新的助推器分離試驗、整流罩分離試驗、靜力試驗等技術的提升。

　　長徵五號起飛推力達到現役最大規模運載火箭的1.5倍以上，火箭各結構部段受力情況複雜。特別是要解決針對火箭助推器與芯級傳力問題，單臺助推器不僅要承擔近200噸的芯級自重，還需在不足0.1平方米的接觸面上承受300餘噸的偏置集中力載荷，方案設計難度為我國運載火箭研製史上之最。

　　把如此多的技術創新匯集到長徵五號身上，看上去是有些冒險的。人們都知道，研製運載火箭是個大系統工程，任何一個小毛病都有可能導致發射失敗，給航天事業造成打擊。

　　中國航天人卻敢於設立新目標，並且有能力駕馭研發路上各種困難和複雜性的階段，他們造就了一個強大的機制，就像一個超級流水線一樣可以把種種夢想奇蹟般地變成現實。

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