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为啥长征五号是“大火箭”?

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处于转场过程中的长征五号运载火箭(10月28日摄)。 新华社发(孙浩摄)

  处于转场过程中的长征五号运载火箭(10月28日摄)。 新华社发(孙浩摄)  新华社文昌11月3日新媒体专电(记者周慧敏 白国龙 赵颖全)11月3日,长征五号运载火箭在中国文昌航天发射场成功点火升空。作为我国运载火箭升级换代的里程碑工程,长征五号首次飞行任务的成功实施,标志着我国火箭运载能力进入国际先进之列,我国从此由航天大国迈向航天强国。

长征五号被航天人俗称为“大火箭”。为何如此称呼?长征五号有什么特别之处?为什么说它是我国运载火箭升级换代的里程碑工程?新华社记者带你了解这个不一般的“大火箭”。

直径最大、运载能力最强

长征五号运载火箭外形巨大,总长约57米,箭体直径达到5米,而此前我国现役火箭箭体直径最大的只有3.35米。长征五号不仅是我国最高、体积最大的火箭,也是运载能力最强的火箭。

国防科工局航天系统工程司副司长赵坚说,长征五号采用全新的箭体结构,芯级直径5米,打破了我国40多年来传统运载火箭3.35米直径的限制,突破了大批核心关键技术,创新难点多,技术跨度大,复杂程度高,代表了我国运载火箭科技创新的最高水平。

长征五号运载火箭2006年国家正式批准立项研制,可谓十年磨一“箭”。长征五号火箭起飞质量约870吨,具备近地轨道25吨、地球同步转移轨道14吨运载能力,比现役长征三号乙火箭运载能力提升了2.5倍。长征五号首飞成功,大幅提升了我国自主进入空间的能力,把中国火箭送入包括美国和俄罗斯在内的世界主流火箭阵营。中国未来的载人空间站、探月工程三期,以及火星探测,都将使用长征五号运载火箭。

长征五号运载火箭首次发射任务取得圆满成功。新华社记者 赵颖全 摄

  长征五号运载火箭首次发射任务取得圆满成功。新华社记者 赵颖全 摄

大火箭技术新、设计新

火箭研制是一个高风险事业。长征五号运载火箭不仅块头大,而且技术新,这意味着它比以往任何一个型号长征火箭都要复杂。

和以往的火箭相比,长征五号运载火箭是一枚全新研制的火箭,核心技术具有完全自主知识产权。全箭采用了大直径箭体结构、大型低温捆绑火箭耦合振动抑制等12大类247项核心关键新技术,新技术比例高。

以往长征火箭使用零部件最多几万个,而长征五号使用零部件达十几万个。它的设计量是以往火箭的3.5倍以上。为应对这个新挑战,长征五号采用了全新全数字化三维设计方法,细到每一个螺钉的大小和位置都能一目了然。

“大心脏”:120吨液氧煤油发动机

大火箭离不开大推力。长征五号火箭立起来有20层楼高,起飞质量约878吨,要托举这么重的大家伙,需要大推力发动机。液体火箭发动机被称为运载火箭的“心脏”,是运载火箭的技术核心和技术基础,发动机的技术水平在很大程度上决定着运载火箭的性能、可靠性和成本等关键指标。

中国航天科技集团六院副院长李斌介绍说,长征五号是我国新一代最大推力运载火箭,8台全新研制的120吨液氧煤油发动机作为火箭助推级,成功推举长征五号实现首飞。

长征五号全箭起飞时总推力达1060吨,主要来自8台液氧煤油发动机。120吨液氧煤油发动机的威力到底有多大?专家做了个比喻,120吨液氧煤油发动机产生的最高压强达500个大气压,能把上海黄浦江的水打到海拔5000米的青藏高原那么高。

超低温燃料造就“冰箭”

长征五号运载火箭也称“冰箭”,因为火箭肚子里装了满满的深低温液氢液氧燃料,其中液氢温度达零下253 、液氧达零下183 ,几乎达到了温度的极限。

这些无毒无污染的超低温液态推进剂就贮藏在巨大的箭体贮箱之中,通过内部加压输送给发动机。推进剂贮箱直径达5米,为减轻重量,箱体最薄的地方只有几毫米。

虽然火箭体内90%以上都是这种深低温燃料,但火箭并不冷,它的外表面温度依然可以一直保持在0 以上,这是因为火箭的贮箱外都穿着一层“防寒服”。“防寒服”厚度虽然不到30毫米,却是火箭保持“体温”的利器,使火箭内部的仪器、设备、电缆等都能正常工作。

(原标题:为啥长征五号是“大火箭”?)

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