长征五号首飞特别报道：撑得住 点得着 分得开

撑得住，点得着，分得开。中国航天科技集团公司八院承担了长征五号4个3.35米助推器的研制任务。助推器为火箭提供90%以上的起飞推力，是火箭起飞的主要动力源。

自2006年10月立项启动以来，上海航天助推模块先后完成了以低温纵向耦合振动　(POGO)　分析和抑制技术、氦加温增压技术、低温贮箱绝热结构技术等为代表的14项重大关键技术攻关，有力确保了型号的按期发射。

小身材助力大个子

与传统捆绑火箭主要依靠芯级来进行支撑不同，长征五号的整箭和载荷质量全部集中在四个助推上，形象地说就是要满足“撑得住、点得着、分得开”三大要求。

“撑得住”是指全箭加注完成后，助推器承担了全箭约870吨的重量，同时起飞段也主要依靠助推器8台120吨液氧煤油发动机的推力，这进一步提高了火箭的运载能力，也对助推器的结构设计提出了非常高的要求。

“点得着”是指助推器的增压输送系统能够创造满足液氧煤油发动机点火的条件，并在飞行中提供稳定的推力。针对长征五号大推力液氧煤油发动机的特点，助推器采用了全新的液氧箱大流量氦气加温增压方案，可有效保证发动机的稳定工作。

“分得开”是指助推器推进剂耗尽后，芯级与助推器之间的前后捆绑连接结构能够可靠解锁，实现助推器与芯级的安全分离。

此外，长征五号助推器首次采用了气动外形良好的斜头锥和前捆绑主传力结构，是目前国内最大的偏置集中力舱体。在飞行时助推产生的推力通过头锥上的前捆绑点传递给芯级，在头锥不足0.1平方米的前捆绑点处需要承受300多吨的偏置集中力载荷。

为此，团队为头锥量身定制了一款专属的“梁式”承载偏置集中力构型，用3000多个零件铆接而成斜头锥，而锥体与芯级的前捆绑点轴承支座则采用了一体化设计。同时为模拟斜头锥真实的载荷受力情况，团队还在国内首次开展了多舱段联合低温静力试验，突破了大型捆绑火箭偏置集中载荷结构的设计瓶颈，为长征五号火箭首飞打下了坚实基础。

“三室一厅”应对共振

在火箭尤其是大型液体运载火箭上，全箭的自振频率和动力系统的自振频率接近时就会产生耦合共振。

专家介绍：“这种共振就像人的心脏不停地抖动会严重威胁生命，在火箭上，共振会造成箭体结构损坏，后果不堪设想。”

为此，现任长征五号副总指挥兼副总设计师鲍国苗说，长征五号研制之初就非常重视POGO的抑制，确定了使用蓄压器作为抑制火箭POGO的关键单机。

助推器蓄压器因其由三个气腔和一个液腔的主体结构组成，研制人员形象地称它为“三室一厅”。其工作环境恶劣，环境温度低，且振动量级大。研制人员把助推器蓄压器产品的研制作为重中之重的任务。

回顾“三室一厅”的研制历程，可以说困难重重，前后进行了21次振动摸底试验。这些振动试验量级大且为低温环境，随机振动试验条件尤为严酷。为了寻找一台合适的振动台，科研人员跑遍了各大振动试验厂家。

鉴定级振动中膜盒破裂问题，是“三室一厅”研制过程中的一个重大问题。为解决该问题，八院对膜盒结构型式和材料进行了改进。针对另外一个研制难题———鉴定级振动中充气管断裂问题，八院前后设计了9种充气管方案，最后优选了金属软管方案。

2014年，低温蓄压器产品状态得到了确定，全面进入批产阶段。为全面把控产品质量，八院专门针对膜盒产品编制了验收细则，内容涉及膜盒的整个生产过程，设置了强制检验点和重点环节。每批产品均组织了专业的验收小组，不放过产品的任何瑕疵。

十年磨一“箭”离不开团队合作精神

长征五号从2000年到2006年的预研，再从2006年立项研制到2016年的首飞，前后经历了十多年的发展。不过，在专家看来，用十年时间研制一型火箭，而且是结构如此复杂、难度系数这么大的火箭，时间并不算长。

比如，在助推器研制阶段每一个重大节点会议上，与会专家提到最多的就是四个字：“接口复杂”。这个接口关系到底有多复杂呢？　八院805所长征五号总体主任设计师李泯江介绍道：“单台助推器对外与7大系统有近80个接口关系；助推器内部5个系统间近400个接口，涵盖电气、机械和气液各类接口，涉及近20家单位。”听上去就像一团乱麻，万一一个接口关系协调不到位，后果不堪设想。

设计人员开动脑筋，运用表格分类法，从外向内，从接口类型到接口功能，明确各个接口要求，严格控制接口状态，最终确保近2000个助推器接口协调匹配。

此外，全冗余闭式增压控制、高压大吸力电磁阀、高减压比减压器、双触点压力信号器、低温耐大量级振动蓄压器、大直径低温管路补偿及密封技术等一系列在八院运载火箭首次进入工程应用的技术，实现了运载火箭动力系统技术的升级换代。

在这十多年间，八院负责助推器研制的型号“两总”(总指挥和总设计师)　几易其人。卸任的“两总”也都没有真正“离开”过型号，都在关注着长征五号的研制进展，提供帮助和支持。正是有了这种敢于担当、善于突破、勇于拼搏的团队合作精神，长征五号才能从纸面上、电脑里，逐步从生产车间里孕育出来，最后一箭冲天，进入太空，点亮苍穹。

报特派记者　张晓鸣 赵征南 (本报海南文昌11月3日专电)