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长征五号:开启我国低温火箭新里程

时间:2016年12月01日 信息来源:新华网 点击: 【字体:

2016年11月3日20时43分,相信这个时刻在中国航天科技集团公司第六研究院第一〇一研究所(下称“101所”)每位航天人的心里都烙下了不可磨灭的印记。这一时刻,我国最大推力新一代运载火箭长征五号发射升空,30分钟后,载荷组合体与火箭成功分离,进入预定轨道,长征五号运载火箭首次发射任务取得圆满成功,101所又向祖国航天事业交出了一份满意的答卷。

图为101所工作人员正在进行液氢生产


为进一步探秘长征五号发射背后的每个点滴,新华网记者走进101所,试图为读者呈现“胖五”背后最真实的惊心动魄。


101所常务副所长杨思锋告诉记者,长征五号是无毒无污染绿色环保型新一代运载火箭,它的成功发射填补了我国大推力无毒无污染液态火箭发动机的空白。发展航天,动力先行,没有强劲的发动机和动力系统,也就没有长征五号的顺利升空。它的发动机分别为液氧煤油发动机和氢氧发动机。似乎过于高深的专业名词会让人迷惑,但将“绿色燃料”的液氢作为推动剂燃料,依然受到了人们的广泛关注。储量丰富、热值高、清洁高效、便于运输,液氢具有其它燃料无可比拟的优点。


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图为101所气瓶场


相对于国内现役长征系列火箭,长征七号、长征五号运载火箭已全面大量使用液氧与煤油、液氢与液氧低温推进剂组合,其中长征五号更是因为应用了液氢,得“冰箭”之誉。据杨思锋介绍,液氢在我国航天领域的研究自上世纪六十年代就已经开始,经过几代航天人不分昼夜的坚持努力,101所在液氢生产、贮存和运输技术的研究和使用方面已处于国内领先地位。


为何使用液氢作为推动剂燃料的长征五号被称为“冰箭”呢?杨思锋解释道,长征五号运载火箭采用无毒、无污染的液氢液氧作为推进剂,其中液氢温度达-252摄氏度左右、液氧达-183摄氏度左右,这已经接近低温的极限,长征五号因此得“冰箭”一名。


据悉,101所是我国建立最早也是目前唯一的液体推进剂研究中心,中心建立以来,完成了我国导弹武器、运载火箭、卫星、飞船、月球探测等所需一系列液体推进剂研制工作,形成了完善的液体推进剂技术研究、试制、生产体系,先后开展了凝胶推进剂、无毒推进剂、高性能谈氢燃料等系列新型推进剂的技术攻关,为我国航天、航空及各军兵种武器系统的发展做出了突出贡献。


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图为101所科研人员正在进行推进剂性能测试


而在诸多推进剂种类中,低温推进剂则是受到当前国际主流火箭青睐的一类推进剂,它有利于人类保护自然环境,人类也从未因低温带来的技术困难而放弃过对低温推进剂的使用。


有一个叫做比冲的参数直接影响了运载火箭的能力,这个参数和推进剂组合类型直接相关。研究发现,低温推进剂组合的比冲参数往往显著高于常温推进剂组合。卓越的性能优势和无毒、无污染的特性,让世界各国的航天人自愿接受并挑战低温推进剂所带来的技术难题。回看世界航天探索发展史,每一个重要节点上似乎都有“低温”的标签,是低温推进剂本身的特性造就了历史不约而同的选择。


据杨思锋介绍,101所不仅是我国建立最早的低温技术专业研究机构,也是目前我国产能最大的液氢生产单位,主要从事低温技术研究、液氢生产和工程应用,拥有多个大型液氢储存容器,具备较强的液氢贮存和运输能力,并研发各类低温传感器、真空绝热输送管路、低温阀门、容器及配送气系统,成功应用于我国海南航天发射场、西昌卫星发射中心等。


除此之外,101所还是我国创建最早的航天动力试验单位。此次在火箭动力系统试验台设计建设和承担完成新一代运载火箭动力系统试验中,101所成功突破了动力系统试验台总体设计技术等10余项关键技术。与技术的突破相伴的是研制难度、研制工作量、保障条件建设难度也迎来了前所未有的新高度。记者在参观中看到,诸多默默无闻的航天人长期在艰苦的条件下工作,尽管这是最为平凡的岗位,但他们始终保持冷静严谨、一丝不苟的工作作风,继续书写航天事业新的篇章。


(作者:佚名)
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