在長征五號(hào)的身上,共配備了3種全新大推力發(fā)動(dòng)機(jī),都是國內(nèi)首屈一指的大家伙,分別摘得我國“最大推力液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)”“最大推力氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)”“比沖性能最高的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)”3個(gè)桂冠。
如果打一個(gè)比方,這些大推力的發(fā)動(dòng)機(jī),就是長征五號(hào)的“大心臟”,被認(rèn)為是運(yùn)載火箭的技術(shù)核心和技術(shù)基礎(chǔ),其技術(shù)水平在很大程度上決定著火箭的性能、可靠性和成本等關(guān)鍵指標(biāo)。記者采訪相關(guān)專家,揭秘這一大火箭“心臟”是怎樣煉成的。
可把上海黃浦江的水打到青藏高原
從鋪天蓋地的報(bào)道里,人們對(duì)于長征五號(hào)運(yùn)載火箭究竟有多大并不陌生:約57米,立起來有20層樓高,起飛質(zhì)量約900噸,不過,要托舉這么重的大家伙,并不容易。
大火箭,離不開大推力,而大推力,離不開發(fā)動(dòng)機(jī)。目前,我國現(xiàn)役火箭發(fā)動(dòng)機(jī)單臺(tái)推力最大只有70噸左右,想要發(fā)射超大型航天器,就顯得“力不從心”了。新型的大推力發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。
根據(jù)航天科技集團(tuán)六院副院長周利民的說法,由該院研制的常規(guī)推進(jìn)劑系列發(fā)動(dòng)機(jī),為“神舟”飛天、“嫦娥”奔月和多種衛(wèi)星的發(fā)射提供了動(dòng)力保證,創(chuàng)造了世界航天史上高可靠性、高成功率的傳奇,被譽(yù)為中國的“金牌動(dòng)力”。然而,航天人并未躺在這一榮譽(yù)中,停下研制更先進(jìn)技術(shù)的腳步。
周利民說,經(jīng)過15年不懈攻關(guān),8臺(tái)全新研制的120噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī),被裝配在長征五號(hào)運(yùn)載火箭的4個(gè)助推器上,4臺(tái)全新研制的氫氧發(fā)動(dòng)機(jī),則在一級(jí)和二級(jí)火箭上各裝配了兩臺(tái)。
在長征五號(hào)首飛成功之時(shí),有一個(gè)說法備受矚目,即這是無毒無污染綠色環(huán)保型新一代運(yùn)載火箭、起飛推力超過1000噸、運(yùn)載能力最大,等等。要達(dá)成這些目標(biāo),都離不開大推力發(fā)動(dòng)機(jī)的功勞。
那么,這些發(fā)動(dòng)機(jī)的威力究竟有多大?
以120噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)為例,周利民打了個(gè)形象的比喻,渦輪泵是發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源泉,被稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的“心臟”,即火箭心臟的“心臟”。這個(gè)“心臟”的最高壓強(qiáng)達(dá)到500個(gè)大氣壓,相當(dāng)于把上海黃浦江的水抽到5000米高度的青藏高原。
50噸氫氧發(fā)動(dòng)機(jī),作為長征五號(hào)的一級(jí)主動(dòng)力,也表現(xiàn)不俗。
這是我國首臺(tái)大推力、高性能、地面起動(dòng)直接入軌的氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)。航天科技集團(tuán)六院副院長李斌說,它的研制成功,填補(bǔ)了我國大推力氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)空白,使我國液體火箭推進(jìn)技術(shù)的整體水平跨上一個(gè)大的臺(tái)階。
在中國航天界,有一句話被奉為圭臬,即“發(fā)展航天、運(yùn)載先行”“運(yùn)載發(fā)展、動(dòng)力先行”。畢竟,動(dòng)力系統(tǒng)是火箭之本。
中國工程院院士、中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院運(yùn)載火箭系列總設(shè)計(jì)師龍樂豪說,長征五號(hào)的研制歷程就完美地印證了這句話。早在2000年,我國先行啟動(dòng)了120噸級(jí)液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)和50噸級(jí)液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)研制攻關(guān),過了6年,即2006年,長征五號(hào)才真正在國家層面取得正式立項(xiàng)。