仅就火箭捆绑结构而言,由于长征五号火箭芯级推力每个捆绑点高达330吨,比以往的中型火箭增加了3倍多,这就意味着大火箭必须采取全新的设计。在没有任何经验可以借鉴的情况下,航天科技集团一院的设计人员,进行了上千次的结构模型分析和优化,历时数年终于完成了“大推力捆绑结构设计”,实现了我国火箭结构设计史上的重大突破。
5米直径大型箭体结构为我国运载火箭首次采用,是火箭实现运载能力重大跨越的基础,无论是设计、制造还是试验,难度都极大。据科研人员介绍,仅新型贮箱的焊缝就有近2公里长,是长征二号和长征三号两种火箭的总和。这2公里的焊缝,可谓是长征五号集梦想与艰难于一体的攻关之旅的生动写照。
一组数据见证了长征五号诞生的艰难:据统计,长征五号总的研制项目达到800余项,科研人员累计开展试验1289项,各种地面试验总计超过2万余次,生产各类单机1万8千多台,仅电气系统的元器件就有11万个,是长征二号、长征三号两型火箭元器件总和的1.5倍。“长征五号一个助推器所需要分析的动力学特性参数,几乎是过去一枚火箭的工作量。”航天科技集团某所试验主管王鹏辉说。
奠基的一代:未来更精彩
在我国运载火箭升级换代中,长征五号究竟扮演什么样的角色?
“就像长征二号是现役火箭系列的‘始祖’,长征五号将是我国新一代运载火箭的‘始祖’。”龙乐豪院士说:“这两种型号都是划时代的奠基之作。”
当年,长征二号研制成功后,中国航天人以这个型号为基础,开发了长征二号系列、长征三号系列和长征四号系列运载火箭。
如今,长征五号接过“接力棒”,将担负起引领我国无毒无污染新一代运载火箭系列化型谱化的重任。此前,已经成功完成首飞的长征六号、长征七号运载火箭,均是由长征五号研发技术延伸出来的“缩小版”型号。未来,科研人员还将根据长征五号的技术基础,开发出新一代的长征系列大火箭,包括未来载人登月用的重型火箭,都将以长征五号为研发原型。
长征二号为中国近半个世纪的航天成就奠定了基础。龙乐豪院士预测:“接下来半个世纪的深空探索时代,长征家族也许就靠长征五号来奠基了。”
大火箭,大梦想,大推力。长征五号研制成功,大幅提升了我国进入太空的能力,是我国由航天大国向航天强国迈进的重要支撑和显著标志。不久的将来,长征五号将陆续运载新型月球探测器、火星探测器进入太空,中国空间站计划也将在长征五号的助推下成为现实。
作为中国大运载时代的“开拓者”、深空探测的“主力军”,长征五号开启的未来将会更加精彩。展望发展前景,栾恩杰院士充满信心。他设想:有了大火箭,中国将来还可以建设太空望远镜、太空发电站等设施。长征五号执行“一箭多星”式发射任务的能力更强,未来构建全球定位系统、全球通信系统等,所花费的时间将大幅缩短。
长征五号,任重道远。栾恩杰院士将长征五号的后续研发比作中国航天人的新“长征”:“我们只是跨进了大运载时代的门槛,前面还有很长的路要走。但中国航天人只要进了门槛,就会一直往前走,永不言退!”