更大的运载能力铺就更大的航天舞台

“运载火箭的能力有多大，航天的舞台就有多大。”

2016年11月3日20时43分，长征五号运载火箭在海南文昌发射成功，标志着中国空间运载能力进入一个新的阶段。

长征五号火箭总长约57米，起飞重量约870吨，起飞推力约1060吨，近地轨道运载能力25吨级，地球同步转移轨道运载能力14吨级，地月转移轨道运载能力8吨级。是我国运载火箭升级换代的里程碑工程，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。其首次飞行任务的成功实施，填补了我国大推力无毒无污染液体火箭发动机的空白，火箭运载能力位居我国榜首，并进入国际先进之列，是我国由航天大国迈向航天强国的重要标志，为我国新一代运载火箭系列化、型谱化发展奠定了坚实的技术基础，为后续探月工程三期、载人航天、火星探测等国家重大科技专项和重大工程的顺利实施提供了有力保障。

新在哪里？

长征五号运载火箭按照系列化、组合化、模块化思想设计，采用全新设计的箭体结构、动力、电气和发射支持系统，火箭芯一级、芯二级直径5米，捆绑4个3.35米直径的助推器。

技术新。和以往火箭相比，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247项核心关键新技术，新技术比例几乎达到100%。而国际上研制新型火箭，包括卫星飞船，采用新技术的比例一般不超过30%。

采用全数字化三维设计。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。

使用新的“大心脏”。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。我国现役火箭发动机单台推力最大只有70吨左右，远远不够。经过15年不懈攻关。8台全新研制的120吨液氧煤油发动机被装配在四个助推器上，4台全新研制的氢氧发动机在一级和二级火箭上各装配了两台。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，相当于把上海黄浦江的水打到5000米高度的青藏高原。

超低温液态推进剂。长征五号采用无毒无污染的零下183℃的液氧和零下252℃的液氢作为推进剂，因此，它还有个形象的称谓，叫“冰箭”。这些超低温的液态推进剂就分别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。研制这样直径的薄壁低温贮箱，对于中国航天人来说也是第一次。而且采用的铝合金材料也是全新的，这意味着以往小直径低温贮箱的研制经验无法复制。

长征五号虽然采用全新技术，研制复杂程度超过以往任何一个型号的长征系列火箭，但它的设计可靠性却是最高的。我国现役火箭设计可靠性最高的是0.97，而长征五号设计可靠性达到了0.98。而且，长征五号坚持“无毒、无污染、低成本、高可靠、适应性强、安全性好”的原则，采用无毒无污染的液氧煤油和液氢液氧推进系统，赋予中国运载火箭“绿色环保大推力”的新名片。

难在哪里？

长征五号作为我国运载火箭升级换代的里程碑工程，是我国全新研制的一型大推力、高可靠、无毒无污染新一代运载火箭，工程技术跨度、攻关难度以及任务实施规模在我国运载火箭研制史上尚属首次。

研制难度大。与国际航天发达国家相比，我国运载火箭技术和工业基础相对薄弱，大型运载火箭工程研制经验不足，基于现役运载火箭的技术储备和工业基础无法对长五火箭工程研制形成支撑。为此，需重新构建技术研发体系，策划相关技术攻关路径及制造试验方案，突破大直径支撑结构轻质化设计、新材料工艺保障及大型复杂结构件精密制造等一系列基础技术难关。目前，长征五号运载火箭共计突破大直径箭体结构、大型低温捆绑火箭耦合振动抑制等12大类247项新技术，累计开展7000余次、1000余项地面试验，火箭动力系统试车、模态试验、助推器分离、整流罩分离、发射场合练等多项大型地面试验，创下了我国液体运载火箭研制规模之最。

研制工作量大。长征五号运载火箭起飞质量870吨，GTO轨道运载能力14吨级，与现役长征三号乙运载火箭相比，起飞质量和运载能力分别是其2倍和2.5倍以上，具有系统方案复杂、配套产品数量多等特点，总体工作量和产品配套数量达长征三号乙运载火箭的3倍以上，对长征五号运载火箭工程研制试验方案策划、研制流程布局以及地面试验系统建设带来了严峻考验，工程研制组织实施任务繁重，各项工作稍有不慎将有可能造成长征五号运载火箭整体研制任务的失利。

研制保障条件建设难度大。按照长征五号运载火箭总体技术方案，我国现有研制、试验以及发射场等地面基础设施已难以满足工程研制需求，需重新开展相关研制保障条件建设工作。对此，长征五号运载火箭工程队伍克服重重困难，攻克了多项运载火箭大型地面试验技术难关，建成了亚洲规模最大的全箭振动塔、动力系统试车台、发动机试车台、中国文昌航天发射场及测控体系等多个大型地面设施。建立形成了集三维设计、先进制造、仿真试验、工程应用等诸多领域为一体的新型液体火箭及发动机研制能力和工业制造体系，为我国航天运载火箭领域创新发展奠定了坚实基础。

强在哪里？

技术牵引力强。长征五号运载火箭工程研制遵循“一个系列、两种发动机、三个模块”的发展思路（即：构建一个新一代运载火箭系列，实施液氧煤油、液氢液氧两种发动机研制，形成基于新型动力系统的5米直径、3.35米直径、2.25米直径箭体模块），严格按照“通用化、组合化、系列化”的设计原则开展工程各项工作，着力突出技术方案的可转化性，全力以赴带动现役3.35米直径运载火箭动力系统升级换代，牵引我国无毒无污染新一代运载火箭系列化发展。目前以长征五号运载火箭120吨级推力液氧煤油发动机及3.35米、2.25米直径箭体模块为代表的多项新技术、新成果，已成功应用于长征六号、长征七号等新一代运载火箭研制和飞行试验，为进一步推动我国现役3.35米直径运载火箭动力系统升级换代，牵引无毒无污染新一代运载火箭系列化、型谱化发展，提供了有力保障。

辐射带动力强。做好技术成果转化和开发应用，是我国航天事业有效服务于国民经济建设的重要途径。针对长征五号运载火箭技术创新点多、涉及科学领域广、机理问题深等特点，长征五号运载火箭工程始终坚持贯彻落实军民融合深度发展指导思想，针对火箭技术成果，逐步建立形成了以精密制造、新型材料以及流体、传热燃烧、光机电一体化等技术为主导的多项民用技术，并逐步推广服务于装备制造、环保、冶金、石油、化工、电力、消防等多个行业，多项产品成功替代进口，取得了良好的社会经济效益，走出了一条军民融合、协调发展的特色之路。