李東 王玨 李平岐（ 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院， 北京宇航系統(tǒng)工程研究所）

2019年12月27日，長征五號遙三運(yùn)載火箭在中國文昌航天發(fā)射場點(diǎn)火升空，將實(shí)踐二十號衛(wèi)星準(zhǔn)確送入預(yù)定軌道，發(fā)射飛行試驗(yàn)任務(wù)取得圓滿成功。

1 引言

2006年，長征五號運(yùn)載火箭進(jìn)入工程研制階段。經(jīng)過10年的艱苦研制，研制隊(duì)伍克服重重困難、突破大量技術(shù)難關(guān)，完成了方案、初樣和試樣階段的各項(xiàng)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)工作，于2016年11月3日首飛并取得圓滿成功，將新一代大型運(yùn)載火箭的藍(lán)圖變成現(xiàn)實(shí)。

長征五號運(yùn)載火箭是我國運(yùn)載火箭升級換代重要工程，作為我國首型大推力無毒無污染液體火箭，創(chuàng)新難點(diǎn)多，技術(shù)跨度大，復(fù)雜程度高?；鸺捎萌?米芯級直徑箭體結(jié)構(gòu)，捆綁4個(gè)3.35米直徑助推器，總長57米，起飛質(zhì)量約870噸，近地軌道運(yùn)載能力25噸級，地球同步轉(zhuǎn)移軌道14噸級，地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力8噸級，整體性能和總體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

2 故障歸零再起飛

2017年7月2日，長征五號遙二火箭發(fā)射失利，隨后，研制隊(duì)伍開展了故障分析及歸零工作。

長征五號遙三運(yùn)載火箭整裝待發(fā)

長征五號遙三運(yùn)載火箭發(fā)射升空

故障分析

在兩年多的時(shí)間里，研制隊(duì)伍查找故障原因，進(jìn)行故障歸零。最后查明長征五號遙二火箭飛行故障原因是芯一級YF-77發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)局部零組件在復(fù)雜工作環(huán)境下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)壯性問題，通過故障歸零，采取的改進(jìn)措施有效，經(jīng)過了多臺發(fā)動(dòng)機(jī)多次地面熱試車以及長征五號遙三火箭飛行試驗(yàn)考核驗(yàn)證，影響YF-77發(fā)動(dòng)機(jī)工作可靠性的問題得以徹底解決。

“三再”工作

為了確保長征五號遙三火箭發(fā)射成功，型號隊(duì)伍在開展故障歸零工作的同時(shí)，認(rèn)真反思遙二火箭飛行故障暴露出的不足，利用兩年半的時(shí)間開展了再分析、再設(shè)計(jì)和再驗(yàn)證的“三再”工作，全面提高長征五號運(yùn)載火箭設(shè)計(jì)、制造和測試方面的可靠性，全箭按照17條“三再”梳理要素，開展了400余項(xiàng)“三再”項(xiàng)目。

技術(shù)改進(jìn)

長征五號遙三火箭在遙二火箭的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了200余項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)。通過這些改進(jìn)，提高了設(shè)計(jì)裕度，消除了薄弱環(huán)節(jié)，全面提升了火箭的可靠性。

質(zhì)量管控

為了提高產(chǎn)品質(zhì)量的管控水平，研制隊(duì)伍提出了設(shè)計(jì)特性全集的思路和全新的工作方法，全箭各類產(chǎn)品共識別設(shè)計(jì)特性30000余項(xiàng)，并按照設(shè)計(jì)特性屬性及重要性進(jìn)行了分類、分級管控，通過設(shè)計(jì)特性全集管控工作有效確保了火箭產(chǎn)品的質(zhì)量。

成功發(fā)射

2019年12月27日20時(shí)45分10秒526毫秒，長征五號遙三火箭準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)火起飛，火箭經(jīng)過2223.590秒飛行后，成功將實(shí)踐二十號衛(wèi)星準(zhǔn)確送入預(yù)定軌道。此次發(fā)射取得圓滿成功，全面驗(yàn)證了長征五號遙二火箭歸零改進(jìn)及火箭可靠性提高措施的有效性，并且對火箭總體方案、全箭技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行了全面驗(yàn)證。

3 太空探索擔(dān)重任

運(yùn)載火箭的能力有多大，中國航天的舞臺就有多大。作為我國目前運(yùn)載能力最大的火箭，長征五號火箭肩負(fù)著多項(xiàng)重大航天工程任務(wù)。

1）承擔(dān)探月工程發(fā)射任務(wù)。我國將用長征五號運(yùn)載火箭擇機(jī)發(fā)射嫦娥五號月球探測器，實(shí)現(xiàn)月面無人探測采樣返回等科學(xué)探測任務(wù)，圓滿完成探月工程三步走的總體規(guī)劃目標(biāo)。嫦娥五號任務(wù)需要將8噸多重的嫦娥五號探測器直接送入地月轉(zhuǎn)移軌道，而完成這一任務(wù)，必須由具有大運(yùn)載能力的長征五號運(yùn)載火箭來完成。

2）執(zhí)行首次火星探測任務(wù)。長征五號火箭的成功研制，將大幅度提高我國進(jìn)入空間的能力，助力我國深空探測能力和水平的提升，實(shí)現(xiàn)在深空探測領(lǐng)域的跨越。目前，我國正在開展首次火星探測工程的研制工作，并通過一次發(fā)射任務(wù)實(shí)現(xiàn)火星環(huán)繞、著陸和巡視探測。

3）加速載人空間站建設(shè)。作為執(zhí)行載人航天空間站工程中發(fā)射空間站核心艙的主力火箭——長征五號乙火箭將在2020年迎來首秀，這也將加速我國載人空間站建設(shè)的步伐。

4）跨越式發(fā)展，為我國新一代運(yùn)載火箭奠定基礎(chǔ)。長征五號的成功研制，突破并掌握了一大批運(yùn)載火箭關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了我國運(yùn)載火箭技術(shù)水平的大跨越，建立了完善的新一代運(yùn)載火箭的研制技術(shù)體系，運(yùn)載火箭技術(shù)水平和研發(fā)能力取得了跨越式發(fā)展；同時(shí)牽引出了以長征五號核心技術(shù)為基礎(chǔ)的我國新一代中型、小型運(yùn)載火箭研制和發(fā)展，為用于未來載人登月的重型火箭奠定了良好的基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

長征五號運(yùn)載火箭是我國首個(gè)自主研制的新一代大型火箭，代表了我國運(yùn)載火箭科技創(chuàng)新的最高水平，是我國運(yùn)載火箭升級換代產(chǎn)品，其研制成功，標(biāo)志著中國進(jìn)入了“大火箭”時(shí)代。長征五號遙三運(yùn)載火箭發(fā)射圓滿成功，是確保我國后續(xù)探月工程三期、首次火星探測任務(wù)及載人空間站工程等國家重大專項(xiàng)工程順利實(shí)施的重要基礎(chǔ)，是我國由航天大國向航天強(qiáng)國邁進(jìn)的顯著標(biāo)志和重要支撐，是中國航天發(fā)展的重要里程碑。