助推器首撑“火箭之重” 揭秘长征五号“力士养成记”

　　中新网上海11月3日电　（郑莹莹）“十年磨一箭”，中国目前运载能力最大的新一代运载火箭长征五号历经十年研发，3日晚在海南文昌航天发射场成功发射。值得一提的是，长征五号是中国首个采用助推器支撑的捆绑火箭，4个直径3.35米的助推器堪称“四大力士”，首次撑起“火箭之重”。

　　中国航天科技集团公司八院承担长征五号助推器的研制任务，该院专家向记者揭秘了“力士养成记”。

　　助推“力士”首担“火箭之重”

　　四个助推器是长征五号火箭起飞的主要动力源。“力士”的力气有多大？火箭1078吨的起飞推力中，四个助推器提供了90%左右。

　　中国的航天史上，助推器担纲如此“重任”尚属首次。传统的捆绑火箭，火箭竖立在发射台上，主要依靠中间的芯级进行支撑，捆绑在旁的助推器不承担支撑力，且只是起飞的“助力者”。

　　而长征五号上，如八院805所副所长梁建国所言，在地面的操作和停放阶段，火箭的所有重量，包括风吹过带来的风荷载，都落在助推器“身上”。且在飞行过程中，“助力”变“主力”，助推器承担起全箭90%左右的推力。专家称，长征五号火箭采用了助推器前连接点为主传力的方案，虽然加大了助推器的研制难度，但这一设计有利于降低芯级结构“重量”，提高火箭运载能力。

　　“五脏俱全” 加个“大脑”就能飞

　　别看四大助推“力士”飞至半空，即完成任务,与芯级解锁分离，其研发制造起来一点也不简单。八院科研一部部长蔡益飞说，除了没有控制系统，助推器“五脏俱全”，相当于一枚单级运载火箭。

　　据介绍，4个直径3.35米助推器是目前中国国内最大的低温液体助推器，研制规模与难度远超现役运载火箭一子级。

　　“长征五号的助推器，看起来箭体与传统一样，但其实内在都变了，所有的动力、结构、增压、遥测都有，加个‘大脑’（控制系统）就能飞”，蔡益飞表示，长征五号的助推器，无论是设计难度、试验验证难度还是系统构成的复杂度，都要比传统火箭更具挑战性。

　　“抠”重量成就“轻身材”

　　长征五号的助推器，还有一个特点就是：厚薄不一的“身躯”。

　　之所以厚薄不一，是为了让火箭尽量“轻”点。因而，助推器不同高度和周向的结构均不同，助推器荷载大的地方，做得较厚；荷载小处则薄。

　　长征五号助推器首次采用了斜头锥和前捆绑主传力结构，当发动机的推力往上传时，推力经过约27.7米的助推器“身躯”，最后集中在斜头锥不足0.1平方米的前捆绑点处，“经过测算，这么块'巴掌大'的地方，实际要承受300多吨的力，传递到芯级上去”，梁建国说。

　　“别看它（助推器）个头很大，直径3.35米，长度27.7米，但从航天设计的角度，我们还是会几克几克地去‘抠’它的重量，‘抠’到最精细，‘抠’到最轻，使火箭能提供的运载能力最大”，梁建国说。

　　“数字化”节约大成本

　　长征五号研发团队全面引入数字化模式，在3D环境中对模型进行虚拟装配，使许多问题得以提前暴露和解决，大大提高了型号研制进度，降低了风险系数。

　　梁建国介绍，产品生产出来前，先各自打造三维模型，“在还没有实物生产出来的情况下，‘数字化火箭’已经形成”。

　　据介绍，与传统方法相比，取消实物样机，不但给助推器制造节省了上千万元人民币的成本，还大幅缩短了研制周期。（完）