11月3日20時43分,我國首枚大型運載火箭長徵五號在中國文昌航天發射場點火升空。(新華社記者 李剛 攝)
(環球時報11月4日報導)中國新型大推力運載火箭長徵五號11月3日從海南文昌航天發射場成功發射,開始它的首次太空之旅。作為中國新一代運載火箭,長徵五號到底創造了哪些中國紀錄呢?
■中國「最高最壯」火箭一飛沖天
長徵五號是中國最高、體積最大的火箭。到底有多高呢?首先可以看看它的芯級直徑。據介紹,我國現役火箭之前都通過鐵路運輸,受鐵路隧道大小的限制,芯級直徑最大為3.35米。而長徵五號的研製基地選在了靠海很近的天津市,長徵五號火箭可以通過海運運送到海南文昌發射場,所以長徵五號的直徑達到5米。長徵五號的高度在長徵家族中也是最高的,豎立起來的長徵五號高度約57米,足足有20層樓高,絕對算得上家族裡的巨人。長徵五號不僅高而且還非常「壯」,起飛重量達到878噸,所以被人們暱稱為「胖五」。
憑藉強大的新型發動機,長徵五號也是中國運載能力最強的火箭,運載能力提高了2.5倍,達到近地軌道25噸級、地球同步轉移軌道14噸級,使我國運載火箭的規模實現了從中型到大型的跨越。
■「冰箭」是如何造就的
據航天科技集團六院副院長李斌介紹,長徵五號全箭起飛時總推力達驚人的1060噸。此前中國火箭發動機單臺推力最大只有70噸左右,遠遠不能滿足需求。目前在長徵五號上配備有三種全新大推力發動機,分別摘得我國「最大推力液氧煤油發動機」、「最大推力氫氧發動機」和「比衝性能最高的火箭發動機」三個桂冠。它的四個助推器上安裝有8臺全新研製的120噸液氧煤油發動機,提供了起飛階段的主動力。120噸液氧煤油發動機的威力到底有多大?專家形容說,120噸液氧煤油發動機產生的最高壓強達500個大氣壓,相當於把上海黃浦江的水打到5000米高度的青藏高原。
長徵五號按照「通用化、系列化、組合化」設計思路,通過與不同的助推器模塊分別組合搭檔,形成一個完整系列的6種構型。這種模塊化組合設計,不僅使長徵五號能夠滿足不同用戶的多種需求,而且因為運載能力強,可實現一箭多星,降低了單位質量的入軌成本。有了這些「硬本領」,長徵五號火箭不僅綜合性能指標達到國際先進水平,而且大幅提升了我國自主進入太空的能力。它為我國未來發展更大的運載器,包括載人登月用大型貨運火箭及大型載人火箭奠定了堅實的技術基礎。
提及長徵五號改寫中國紀錄的運載能力,就必然要說到它使用的動力系統。據介紹,液氫是火箭化學推進劑中能量最高的燃料,氫和氧燃燒所能獲得的高空比衝最高能夠達到465秒,比現有常規燃料發動機性能提高約50%,是當前已知推進效率最高的化學推進劑火箭發動機。氫氧推進劑的高能效、產生推力所需燃料少的特性,使火箭運載的推進劑重量大幅減少,對於提高火箭的運載能力具有至關重要的作用。
相對於國內現役長徵系列火箭,長徵七號、長徵五號運載火箭全面大量使用液氧煤油、液氫液氧低溫推進劑組合,成為名副其實的低溫火箭。其中長徵五號運載火箭更是因為採用無毒無汙染的零下183℃的液氧和零下253℃的液氫作為推進劑,因此它有個形象的稱謂:「冰箭」。這些超低溫的液態推進劑直到發射之前,才分別注入長徵五號巨大的箭體貯箱之中。航天科技集團一院15所長徵五號型號副總師賀建華透露:「長徵五號的低溫加注系統為『亞洲之最』,因為它是目前亞洲低溫火箭中直徑最大、發動機數量最多的火箭,為其配套的『低溫加注系統』具有規模最大、技術最先進、流程最複雜的特點。」