這些數字告訴你「胖五」的能耐有多大！
姜哲 賈智雲 科技日報記者 付毅飛
12月27日，長征五號遙三運載火箭（長五火箭）發射成功。
由中國航天科技集團一院抓總研製的長五火箭是我國首枚大型運載火箭，運載能力位居世界前列。它的能耐究竟有多大？讓我們用幾組數據來說明。
科技日報記者 付毅飛 攝
5米大尺寸結構
長五火箭按照組合化、模塊化設計思路，通過將5米芯級模塊、3.35米助推器模塊以及2.25米助推器模塊個性化組合，就能組成不同構型，滿足不同發射需求。目前有長征五號、長征五號B兩個構型，後續根據任務不同，還可以自由組合成多種構型。
長征五號為兩級半液體火箭，由5米芯級捆綁4個3.35米助推器。芯一級直徑5米、芯二級直徑5米、助推器直徑3.35米，整流罩直徑5.2米、長約12.2米；全箭長約57米，是我國現役火箭中尺寸最大的。
5米直徑大型箭體結構為我國運載火箭首次採用，是火箭實現運載能力重大跨越的基礎，設計、製造、試驗難度大。長五火箭起飛重量約870噸，其自身的結構重量卻只佔約10%，火箭外殼的厚度甚至只有幾毫米。
火箭的外殼專業術語稱為「蒙皮」，主要材料為鋁合金。火箭殼體「蒙皮」的厚度都在1.2毫米至2毫米之間，長五火箭整流罩的蒙皮厚度只有0.3毫米。在相同剛度下，火箭殼段的重量減少10%以上，可以為火箭減輕重量，裝更多的燃料，「舉」起更重的衛星。
科技日報記者 付毅飛 攝
25噸運載能力
長五火箭從增強進入空間的能力角度出發，瞄準中國航天發展需求，使我國運載火箭的運載能力提高了2倍多。
它能將25噸級航天器送到近地軌道、將14噸級航天器送到地球同步轉移軌道、將8噸級探測器送到地球-月球轉移軌道。在搭配合適的上面級後，長五火箭還能把探測器送到木星等太陽系內行星。
長五火箭使我國運載火箭的規模實現從中型到大型的跨越，運載能力達到或超過國外主流大型火箭。為我國實施探月工程、探火工程、載人航天空間站工程等重大航天工程項目提供高性能運載工具。
12台大推力發動機
如果說發動機是火箭的「心臟」，長五火箭的「心臟」則格外有力。
它採用3型12台全新研製的大推力發動機，主發動機均採用無毒無污染的推進技術，起飛重量約870噸，起飛推力超過1000噸。
長五火箭的4個助推器，每個配置2台地面推力120噸的YF-100液氧煤油發動機。該發動機推力大、比沖高，是我國目前推力最大的火箭發動機，已成為我國新一代運載火箭各個不同構型火箭共用的基礎動力裝置。
長五火箭芯一級配置2台地面推力50噸的YF-77氫氧發動機，其技術在國際同類發動機中處於先進水平。芯二級配置真空推力8.83噸的YF-75D新型氫氧發動機。
三型發動機的研製，使我國運載推進技術水平大幅提高。
液氫燃料接近已知低溫極限
長五火箭貯箱內推進劑（液氫、液氧和煤油）量占火箭總體重的90%多，液氫溫度是-253攝氏度左右、液氧溫度是-173攝氏度左右。
熱力學中定義的最低溫度是-273.15攝氏度，這個溫度也叫絕對零度，是人類已知的低溫極限。
絕對零度是實際狀況中不可能達到的最低溫度，自然界的溫度只能無限逼近絕對零度。在此溫度下，物體分子沒有動能和勢能。
長五火箭中液氫的溫度已經接近了絕對零度，但火箭外表面溫度依然可以一直保持在0℃以上，只因為火箭的貯箱外都穿著一層一共不到30毫米厚的「防寒服」，讓火箭內的儀器、設備、電纜等正常工作。
該燃料在火箭發動機燃燒時的最高溫度超過3300攝氏度，如此巨大的溫差在瞬間切換，這種工況也是地球上絕無僅有的奇觀。
這種極限條件要求火箭發動機在焊接時，一個焊點的寬度僅0.16毫米，焊接時間誤差僅限0.1秒，焊槍多停留0.1秒就可能把管件燒穿或者焊漏。
科技日報記者付毅飛 攝
從失敗到成功歷時908天
科學探索的道路從來不是坦途，難免經歷挫折。
從長五遙二發射失利到遙三發射成功，一共908天。科研團隊累計進行了40餘次15000餘秒關鍵技術試驗，在無數次跌倒後又重新爬起。
2017年7月2日，長五遙二火箭發射失利。2017年10月，飛行失利的故障模式基本確認，2018年4月完成了全部歸零工作。
2018年11月，一台改進驗證的氫氧發動機在試車中發生故障。2019年3月，發動機試車故障的歸零工作及改進驗證全部完成。
2019年4月，一台用於後續任務的氫氧發動機在試驗後的數據分析中，發現「異常振動頻率」。本著「不帶一絲疑慮上天」原則，研製人員持續對發動機進行改進。2019年7月，研製人員完成了對發動機的結構改進，並在短時間內完成了十幾次大型地面試驗，最終困擾長五火箭2年的發動機問題得到解決。
氫氧發動機試車
當然，此次成功遠非2年之功。長五火箭從1986年論證工作開始到2016年首飛。歷時30多年。
發射場7 7質量工作
為確保發射任務萬無一失，長五遙三試驗隊開展了發射場「7 7」質量工作。其中包括：
7個重點：交底充分透徹、操作規範精準、數據判讀精細、預案適用完備、流程精細規範、雙想深入全面、舉一反三徹底。
7個再確認：技術狀態更改情況再確認、關鍵操作項目分階段再確認、技術狀態變化的測試覆蓋情況再確認、軟體質量再確認、極性正確性再確認、全箭「防水、防熱、防松」結果再確認、進入發射流程的地面設備質量再確認。
突破247項關鍵技術
長五火箭突破了以12項重大關鍵技術為代表的247項關鍵技術。
其中總體優化設計及環境預示技術；大直徑箭體結構設計、製造與試驗技術；助推器發動機擺動及前支點傳力大型液體運載火箭姿態控制技術；採用匯流排技術的系統級冗餘控制技術；大型活動發射平台設計、試驗技術等，均為我國運載火箭研製史上首次遇到的重大的核心關鍵技術，在世界運載火箭中也屬難題。
長五火箭在採用大量新技術的同時，與之配套的產品也基本為全新產品，主要包括全箭新研結構部段26個，新研3型主發動機，電氣系統箭上新研單機數量達到1700餘台套，軟體190餘個。
20000餘次各種地面試驗
長五火箭研製過程中，生產各類單機超過18000台，累計開展近1300項、總計超過20000餘次各種地面試驗。
其間，研製隊伍創造性地提出多項全新技術方案，全面掌握了這些全新技術，使我國運載火箭的技術有了多項重大突破。
