长征三号乙增强型火箭创新记：瘦身强体武艺高

　　中国探月“三年一会”，在这个冬天如期而至。

　　2007年，长三甲火箭用了14天托举嫦娥一号奔月。

　　2010年，长三丙火箭将嫦娥二号直接送入地月转移轨道，奔月之旅只用了5天。

　　2013年12月2日凌晨，我国长征系列火箭中运载能力最强的“大力士”——长三乙增强型火箭将托举重量更重、体积更大的嫦娥三号探测器飞天奔月。

　　30日下午，长三乙完成常规燃料加注。1日将进行低温燃料加注。“大力士”是如何瘦身健体托举“嫦娥”的？有何新武艺？嫦娥三号运载火箭系统总指挥、总设计师和火箭专家们为您解析。

　　精雕细琢“瘦”下去

　　“要‘长途跋涉’把3780公斤的‘嫦娥’精准地送入远地点38万公里的地月转移轨道，已达到长征三号乙火箭的运载能力极限。长三乙增强型的起飞推力是600吨，要提高载荷能力，火箭自身必须‘瘦身’。”嫦娥三号探测器火箭系统总指挥岑拯说。

　　中国航天科技集团公司运载火箭技术研究院为长三乙量身制定了三子级氢氧贮箱减重方案。贮箱的自重就像“脂肪”，承载的燃料就像身体蕴含的能量。在能量不变的情况下，“脂肪”越少，运载的能力也就越大。

　　为此，运载火箭技术研究院首次采用新型机械壁板铣的方式。这种方法铣出来的壁板光滑、精度高、厚度误差在0.1毫米之内。正是这样的精雕细琢，使得贮箱成功减重50公斤。

　　金牌动力“强起来”

　　“面对中国飞行器首次对地外天体进行直接探测的全新使命，六院倾力打造高可靠、高性能‘嫦娥三号’飞天动力，使火箭动力系统‘推得精，飞得稳’。”火箭发动机专家、中国航天科技集团公司六院院长谭永华说。

　　从神舟一号到神舟十号，从嫦娥一号到嫦娥三号，中国航天一次又一次突破极限创造新高度。以设计研制航天发动机为主业的航天六院赢得了“中国金牌动力”的美誉。此次承担发射任务的长三乙火箭所有发动机和嫦娥三号探测器推进分系统，均由六院研制。

　　与发射神舟十号用的长二F火箭相比，长三乙增强型增加了一个三子级。这级火箭由两台氢氧发动机和若干台姿控发动机组成。

　　“氢氧发动机使用液氢、液氧低温高能推进剂，采用泵压式燃气发生器动力循环，燃气串联双涡轮泵系统，具有双向摇摆，高空两次启动能力。它使嫦娥三号奔月之旅更加稳健。”六院副院长刘志让说。

　　此外，科研人员对长三乙运载火箭一、二级及助推器发动机进行了一系列可靠性增长改进。比如借鉴长二F技术，对二级主机燃气发生器、转速线圈等进行改进，使得发动机飞天动力更强劲，质量更可靠。

　　多项创新“武艺高”

　　“为了满足嫦娥三号任务更高的要求，科研人员对火箭开展了六大专项技术攻关，确保托举保嫦娥‘完美落月’。”嫦娥三号火箭系统总指挥岑拯说。

　　火箭系统总设计师姜杰等专家解析了长三乙增强型火箭的“几板斧”。

　　其一，高精度制导控制技术，入轨精度较嫦娥二号提高3倍多。科研人员采用双激光惯组加卫星导航修正的复合制导技术，相当于给火箭安了“两只眼睛”，一只眼睛使火箭按照设计好的轨道飞行，另一只眼睛精确计算最佳途径，并随时修正。

　　其二、攻克多窗口发射技术，实现多轨道窄窗口发射。为保证顺利发射，科研人员为嫦娥三号设计了6条飞行轨道，精确计算出6个发射窗口。但每个窗口非常窄——第一窗口约4分钟，第二窗口仅约1分钟。

　　其三、为嫦娥三号量身打造“坐椅”。针对嫦三“大个”身材，科研人员研制了直径1750毫米，高度1760毫米的超大卫星支架适配器，让嫦三能够稳稳落座。

　　其四、研制箭载摄影装置，实时监控火箭发射全过程。科研人员在长三乙上安装了3台摄像机。二级火箭上的摄像头拍摄4个助推器关机分离和一二级火箭分离；三级发动机舱上的摄像头拍摄三级发动机点火关机和二三级火箭分离过程；第三个摄像头拍摄整流罩分离、探测器与支架分离。

　　“我们将力争第一窗口发射，预祝长三乙再次奏响凯歌。”专家们说。(记者 余晓洁 吴晶晶 田野)