2019年12月27日20時(shí)45分，長(zhǎng)征五號(hào)遠(yuǎn)程三號(hào)運(yùn)載火箭成功發(fā)射。作為我國(guó)第一艘大型運(yùn)載火箭，運(yùn)載能力居世界前列。長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭的能力如何？專注于火箭研制的中國(guó)航天科工集團(tuán)第一研究所專家用幾組數(shù)據(jù)進(jìn)行了解讀。

---數(shù)字“5”5米大尺寸結(jié)構(gòu)

按照組合模塊化的設(shè)計(jì)思路，2.25米助推器模塊、3.35米助推器模塊和5米核心模塊可以單獨(dú)組合，形成不同的配置，滿足不同的發(fā)射要求。目前有長(zhǎng)征5和長(zhǎng)征5 B兩種配置，可以根據(jù)任務(wù)不同自由組合成各種配置。

長(zhǎng)征五號(hào)是兩級(jí)半液體火箭，捆綁四個(gè)3.35米助推器，5米核心。核心一級(jí)直徑5米，核心二級(jí)直徑5米，助推器直徑3.35米，整流罩直徑5.2米，長(zhǎng)度12.2米左右；整個(gè)箭長(zhǎng)約57米，是中國(guó)現(xiàn)役最大的火箭。

我國(guó)運(yùn)載火箭首次采用5米直徑的大型火箭結(jié)構(gòu)，這是火箭實(shí)現(xiàn)運(yùn)載能力重大飛躍的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)難度大。長(zhǎng)武火箭起飛重量約870噸，但結(jié)構(gòu)重量?jī)H占10%左右，火箭外殼厚度甚至只有幾毫米。

火箭外殼的專業(yè)術(shù)語(yǔ)叫做“外殼”，主要材料是鋁合金。火箭殼體“蒙皮”厚度在1.2mm-2mm之間，長(zhǎng)武火箭整流罩蒙皮厚度僅為0.3 mm，在同等剛度下，火箭殼體截面重量減輕10%以上，可以減輕火箭重量，裝載更多燃料，提升更重衛(wèi)星。

---數(shù)字“25”25噸運(yùn)載能力

長(zhǎng)征五號(hào)從增強(qiáng)進(jìn)入空能力的角度出發(fā)，針對(duì)我國(guó)航天發(fā)展的現(xiàn)實(shí)和迫切需要，使我國(guó)運(yùn)載火箭的運(yùn)載能力提高了一倍以上。

長(zhǎng)征五號(hào)可以發(fā)射25噸級(jí)飛船到近地軌道，14噸級(jí)飛船到地球同步轉(zhuǎn)移軌道，8噸級(jí)探測(cè)器到地月轉(zhuǎn)移軌道，5噸級(jí)探測(cè)器到地火星轉(zhuǎn)移軌道。有了合適的上一級(jí)，長(zhǎng)武火箭還可以把探測(cè)器送到木星和太陽(yáng)系的其他行星上。

長(zhǎng)征五號(hào)使我國(guó)運(yùn)載火箭的規(guī)模從中型躍進(jìn)到了大型，運(yùn)載能力達(dá)到或超過(guò)了國(guó)外主流大型火箭。為我國(guó)探月、探火、載人航天空空間站工程等重大航天工程項(xiàng)目提供高性能飛行器。

---數(shù)字“12”3型12臺(tái)大推力發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮強(qiáng)勁動(dòng)力

發(fā)動(dòng)機(jī)是火箭的“心臟”。長(zhǎng)征五號(hào)采用12臺(tái)新研制的3型大推力發(fā)動(dòng)機(jī)。主機(jī)全部采用無(wú)毒無(wú)污染推進(jìn)技術(shù)，起飛重量約870噸，起飛推力1000多噸。

四個(gè)助推器，每個(gè)裝有兩個(gè)液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，地面推力120噸。120噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，推力大，比沖高，是目前我國(guó)推力最大的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，已成為我國(guó)新一代運(yùn)載火箭不同構(gòu)型火箭共用的基本動(dòng)力裝置。

核心一級(jí)配置兩臺(tái)地面推力50噸的氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)。50噸氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)在世界同類發(fā)動(dòng)機(jī)中處于先進(jìn)水平。堆芯二級(jí)配備氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)，真空推力8.83噸。三型發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展大大提高了我國(guó)運(yùn)載推進(jìn)的技術(shù)水平。

---數(shù)字“-253”低溫液氫燃料溫度接近極限

長(zhǎng)武艙推進(jìn)劑劑量占火箭總重量的90%以上。液氫的溫度約為-253攝氏度，液氧的溫度約為-173攝氏度。

熱力學(xué)定義的最低溫度是-273.15攝氏度，也叫絕對(duì)零度，人類已知的低溫極限。在這個(gè)溫度下，物體的分子沒(méi)有動(dòng)能和勢(shì)能，絕對(duì)零度是實(shí)際情況下無(wú)法達(dá)到的最低溫度。自然界的溫度只能無(wú)限接近絕對(duì)零度。家用冰箱能達(dá)到的最低溫度約為-20攝氏度，2010年科學(xué)家在南極測(cè)得的極端低溫為-93.2攝氏度。

長(zhǎng)征五號(hào)火箭內(nèi)的液態(tài)氫溫度接近絕對(duì)零度，但火箭外表面的溫度仍然可以一直保持在0℃以上，只是因?yàn)榛鸺馁A氫罐上穿了一層總厚度不到30 mm的“防寒服”，使得火箭內(nèi)部的儀器、設(shè)備和電纜工作正常。

火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒時(shí)燃料最高溫度超過(guò)3300攝氏度，如此巨大的溫差瞬間切換，也是地球上絕無(wú)僅有的奇觀。

這個(gè)極限條件要求焊點(diǎn)寬度僅為0.16 mm，焊接時(shí)間誤差僅為0.1秒，焊槍停留時(shí)間為0.1秒，可能燒穿或泄漏管件。

---數(shù)字“908”長(zhǎng)五再次出征歷時(shí)908天

從龍五遙二失敗到龍三成功發(fā)射，歷時(shí)908天，進(jìn)行了超過(guò)15000秒的40余項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)測(cè)試。

2017年7月2日，長(zhǎng)征5號(hào)遠(yuǎn)程2號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射失敗。2017年10月12日，飛行故障的故障模式基本確定，2018年4月全部歸零工作完成。

2018年11月30日，一臺(tái)改進(jìn)型氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)試車失敗。2019年3月29日，發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)失敗歸零工作和改進(jìn)驗(yàn)證全部完成。

2019年4月4日，一臺(tái)用于后續(xù)任務(wù)的氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)“異常振動(dòng)頻率”。本著“毫無(wú)疑問(wèn)”的原則，開(kāi)發(fā)人員不斷改進(jìn)引擎。2019年7月，開(kāi)發(fā)商完成了發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)。在短時(shí)間內(nèi)完成了十幾項(xiàng)大型地面試驗(yàn)，最終解決了困擾長(zhǎng)征五號(hào)兩年的發(fā)動(dòng)機(jī)問(wèn)題。

長(zhǎng)武火箭從1986年的演示工作到2016年的首次飛行，歷時(shí)30多年。長(zhǎng)武火箭于2017年7月2日至2019年12月27日成功發(fā)射，歷時(shí)908天。

---數(shù)字“20000+”開(kāi)展20000余次各種地面試驗(yàn)

長(zhǎng)征五號(hào)火箭研制過(guò)程中，生產(chǎn)單機(jī)18000余臺(tái)，進(jìn)行試驗(yàn)近1300次，共進(jìn)行地面試驗(yàn)2萬(wàn)余次。在研發(fā)過(guò)程中，創(chuàng)造性地提出了許多新的技術(shù)方案。模型團(tuán)隊(duì)努力攻關(guān)，全面掌握了這些新技術(shù)，使我國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)取得了許多重大突破。