長征5號堪比東風41 中國將研3千噸級重型火箭
【環球軍事報道】中國長征5號大型運載火箭發動機先進程度驚人,中國大火箭將在海南文昌發射基地首飛……西方媒體對中國大火箭關注與猜測的熱情甚至不亞於對中國所謂新一代戰略核武器“東風-41”的炒作。在長征系列運載火箭迎來第200次發射之際,《環球時報》記者走進中國大火箭的“出生地”一探究竟。
長征5號是如何“長”成的
始終被神秘色彩籠罩的大火箭生產製造基地,正式名稱叫做天津航天長征火箭製造有限公司,隸屬於航天科技集團第一研究院,位於距離天津港幾十公里的天津市經濟技術開發區。這個基地從外面乍一看和一般的廠區沒有太大區別,除了院內偶爾看到巨型集裝箱上噴塗的“航天”字樣,《環球時報》記者在大院門口沒有找到任何標明公司名稱的牌匾或標誌,讓人完全無法將這裏與外界盛傳的大火箭搖籃聯繫在一起。
大火箭製造基地總經理陶鋼向《環球時報》記者介紹,該基地有多個大型裝配車間,包括鍛造鑄造、表面處理、鈑金、機械加工等,而出廠前的最後一步則是總裝總測。在進入總裝車間時,《環球時報》記者明顯感覺到特殊之處:所有人都必須將相機等攝錄器材存放在外,穿戴好防塵工作服並經過風淋處理之後,才被允許入內。在總裝車間中間,水平擺放着一個巨大的火箭部件,記者原以為這就是長征5號的第一級,但陶鋼解釋稱,這只是長征5號火箭的四個助推器之一,光是它的直徑就達到3.35米,相當於現役火箭芯級的尺寸。
在總裝車間的中段,《環球時報》記者看到一個長征5號基本型的巨大整流罩,外表面已完成隔熱處理。陶鋼介紹稱,該整流罩直徑為5米左右,火箭穿過大氣層時由於摩擦,整流罩外部將產生數百度高温,而存儲有衞星和有效載荷的整流罩內部的工作温度不能高於100度,所以要在外部的金屬結構進行隔熱處理,內部還要強化結構,使它既能承受飛行中的巨大外力,還要能隔熱。
在緊挨着總裝車間的總測車間,記者終於見到長征5號火箭第一級的真容:水平放置的第一級火箭目測高度超過兩層樓房,長度接近一節火車車廂。旁邊還擺放着多個巨大的助推器。據介紹,這級火箭在完成總測之後即將送去其他試驗基地進行動力試車。為保證測試結果準確,凡進入該車間的人員都要將攜帶的手機等電子產品留在門外,無論什麼身份都不能例外。
隔壁車間則是長征7號火箭的總測車間,這裏擺放着一枚接近完整的長征7號火箭,它先要在這裏進行測試,之後就可以運到發射基地進行合練。據介紹,長征7號火箭將在12月中旬左右通過海運運往海南文昌發射基地,這將是中國運載火箭的首次海運。
距離首發還要闖幾道關
長征5號火箭總體主任設計師黃兵向《環球時報》記者介紹説,在車間的總測就相當於給長征5號做全面體檢,通過檢測後還要送到其他基地進行各種試驗。在動力試車之後,最重要的關鍵節點為發射場合練。由於海南文昌發射場是一個全新的發射基地,所以要通過合練測試火箭與發射場的匹配性。
中國新一代火箭到底新在哪?黃兵認為,長征5號火箭的任務定位已不只是打到低軌或者高軌,而是定位於發射中國未來的空間站、探月探火星以及深空探測。這一定位對於火箭推力的要求是跨越式的。中國現役火箭使用的常温燃料有毒,而長征5號火箭使用全低温推進劑,芯級採用液氫液氧,推進器使用液氧煤油,這些綠色環保的燃料使火箭的先進性實現巨大跨越。
長征5號火箭是否和俄羅斯研製的“安加拉”系列火箭一樣,都採取通用型的研製思路?黃兵介紹説,長征5號火箭從一開始就是按照模塊化、系列化來設計的,目前來看至少有兩大型號,長征5基本型和長征5B,這兩個型號的芯級和助推器一模一樣,兩者的差別就在於是否有二級火箭以及整流罩的大小。
大火箭的“海上襁褓”
未來中國大火箭將在新建成的海南發射場升空,而火箭需要通過海上運送,直徑達到5米級的大傢伙對於海上運送工具又有哪些特殊要求呢?
黃兵表示,作為全球現役直徑最大的火箭,長征5號已無法通過鐵路運輸,只能從海上運到發射場,選擇天津作為大火箭製造基地也是基於這樣的考慮。《環球時報》記者在總裝車間外面看到多個巨大的集裝箱。據黃兵介紹,大火箭的不同部件就將被放在這些全球最大的集裝箱中,由特製的公路運輸車運往天津港,然後再吊裝到特製貨輪上。據介紹,大火箭生產基地大門外雙向十車道的港城大道就是當地政府專為運送大火箭修建的。
對於《環球時報》記者有關大火箭運送船是否要對裝載重量有很高要求的提問,黃兵解釋稱,長征5號在沒加註燃料前,是巨大的殼體結構,重量並不太大,所以對於船隻的載重要求並不怎麼高,反而對於穩定性要求很高,因為火箭是非常精密的設備,所以對於船速也有很高要求,要求儘量勻速行駛,但又不能太慢。由於海上的鹽霧可能對於火箭元器件造成腐蝕,所以對於船艙的密閉性也有很高要求。據測算,從天津港海運到海南的週期大概是一週左右。
長征7號火箭副總設計師程堂明透露,目前海南發射場建設已基本完工。長征7號參加合練的火箭目前已完成總裝,正在進行出廠測試,預計12月到達海南發射場進行合練。對於長征7號火箭未來的用途,據程堂明介紹,它將主要用於為空間站工程發射貨運飛船,低軌運載能力可達10噸以上,也能發射太陽同步軌道衞星,500公里高度軌道運載能力可達8噸左右。同時長征7號火箭也是我國新一代中型運載火箭的基本型,在其基礎上可根據需求衍生出新一代中型火箭系列,並逐步取代現役火箭。
中國在預研自己的“土星5號”
前不久,國內有媒體報道稱,中國航天科技集團在長征5號大火箭的研製基礎上,提出重型運載火箭的發展構想:箭體直徑達到9米、全長近100米、起飛質量達到3000噸、近地軌道運載能力達到100噸,成為未來載人登月、大規模深空探測任務的堅實基礎。
在回答《環球時報》記者關於中國重型火箭研製進展時,陶鋼表示,目前正在進行相關技術預研。要想實現載人登月需要更大的火箭,因為載人登月時需要搭載生命保障系統,對於火箭推力就有更高的需求。重型火箭在人類航天史上有過先例。黃兵介紹説,以現有技術,如果要實現登月,起飛重量基本就和美國的“土星-5號”重型火箭相當,大概是三四千噸左右,為此重型運載火箭的直徑就要比長征5號更大。“土星-5號”的直徑是10米,中國重型火箭也應該達到這個量級。但以長征5號火箭直徑從3.35米跨越到5米的經驗來看,大直徑火箭對於製造工藝提出更高要求,在焊接技術、原材料、大推力發動機等領域都需要進一步提升。航天科技集團董事長雷凡培透露,中國將用15年左右的時間完成推力3000噸級的重型運載火箭研製,2030年左右實現首次飛行,可用於載人登月和大規模深空探測。
黃兵表示,長征5號火箭給中國最大的幫助就是對運載火箭的研製產生了更深層次的認識,可以説是一個劃時代的火箭。長征5號使用的增壓輸送系統與研製更大型火箭的原理相通,這些技術對未來重型火箭的研製都會有幫助。而且長征5號是從3.35米到5米直徑的跨越,這個巨大跨越中所包含的經驗對於未來進一步研製更大型火箭也適用。長征5號火箭的研製對於研究和生產人員帶來巨大挑戰,同時也是難得的錘鍊,在完成長征5號系列火箭的研製之後,獲得的大量經驗將會對未來的重型火箭研製帶來很大幫助。▲(劉揚)