■薛生貴 符茜艷

創(chuàng)新中打造“中國芯”
——航天科技集團六院研制長征五號新動力側(cè)記

■薛生貴 符茜艷

新一代液氧煤油發(fā)動機合練組裝工程技術(shù)人員在商討方案

2016年11月3日，長征五號在航天科技集團六院（以下簡稱航天六院）研制的新型發(fā)動機的助推下，成功實現(xiàn)了首飛。這枚擁有全新結(jié)構(gòu)、動力的大火箭，開啟了我國深空探測的新時代。

長征五號作為我國目前最大推力的運載火箭，其最大亮點就是擁有一顆，由航天六院研制的強大、綠色環(huán)保的“中國芯”。

攻克世界動力難題

進入21世紀，隨著我國探月工程和空間站建設(shè)等后續(xù)大型航天活動的論證立項，對高性能氫氧發(fā)動機的需求愈加迫切。

2001年12月，原國防科工委、財政部聯(lián)合批準“50噸級液氫液氧發(fā)動機專項工程”立項，并將其用于長征五號的新一代大推力氫氧發(fā)動機，這是我國首個地面啟動的芯一級50噸級大推力發(fā)動機。2006年10月，作為長征五號火箭芯二級動力裝置的芯二級9噸級膨脹循環(huán)氫氧發(fā)動機，也拉開了研制帷幕。

新型動力的研制從來都不是一帆風順的。隨著兩型氫氧發(fā)動機研制的不斷深入，各種問題隨之出現(xiàn)。

眾所周知，氫氧發(fā)動機是典型的低溫發(fā)動機，工作前要利用液氫和液氧將發(fā)動機各類部件的溫度預(yù)冷至大約零下180度或零下250度，同時還要保證液氧和液氫在發(fā)動機內(nèi)部的穩(wěn)定輸送。如此“超低溫”給發(fā)動機設(shè)計、制造材料、工藝、試驗等帶來了巨大挑戰(zhàn)。為此，科技人員通過大量的分析計算和試驗，先后創(chuàng)新了百余項設(shè)計、工藝、試驗等關(guān)鍵技術(shù)，大大提升了我國低溫發(fā)動機的研發(fā)能力，使研制工作取得重大突破。

隨著研制進度的不斷推進，大推力氫氧發(fā)動機新的研制難題紛至沓來。在50噸大推力氫氧發(fā)動機的第三臺整機完成了第一次長程熱試驗后，檢查時發(fā)現(xiàn)，推力室出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)破壞，故障現(xiàn)象前所未見。之后，連續(xù)3臺發(fā)動機、3次熱試驗，推力室都出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)破壞，并出現(xiàn)越來越嚴重的燒蝕。

面對難題，研制團隊通過查閱國內(nèi)外相關(guān)資料、請教國內(nèi)專家和同行，從浩如煙海的數(shù)據(jù)中，捕捉一絲絲線索。功夫不負有心人，一年半后，終于確定了故障原因。他們一鼓作氣，采取了多項綜合改進措施，僅僅用5個月就完成了方案論證、設(shè)計出圖及新產(chǎn)品的研制試驗。2008年11月12日，改進后的推力室熱試驗，一舉取得成功。

攀登液體動力高峰

從開始研制液氧煤油發(fā)動機，航天六院科研人員就以國際先進水平為目標，堅持自主創(chuàng)新，突破了高壓補燃關(guān)鍵技術(shù)80余項，使我國成為世界上第二個掌握高壓補燃循環(huán)液氧煤油發(fā)動機技術(shù)的國家。

這期間，實驗失敗不可避免。在困難面前，中國工程院院士、航天六院科技委主任張貴田一番鏗鏘話語，給研制團隊帶來了信心：“這么多新技術(shù)，哪能不交點學費？要堅信，最后解決問題的不是別人，正是我們自己！”

在老院士激勵下，研制團隊以“不怕麻煩、不惜代價、不留疑問”的態(tài)度，夜以繼日查找問題、改進思路、完善方案，終于在2002年5月實現(xiàn)了液氧煤油發(fā)動機第五次整機試車的圓滿成功，首次獲得了液體火箭發(fā)動機補燃循環(huán)自身起動特性參數(shù)。

航天六院院長劉志讓表示，下一步，他們把目標瞄準了更大推力的重型運載火箭發(fā)動機的研制，要將長征五號近地軌道25噸的運載能力，提高到100噸左右。到那時，中國人太空探索的舞臺將會被無限放大。