长征五号失败调查结果要到年底,长征五号发射失败原因分析

　　长征五号是目前我国运载能力最大的火箭，于2016年11月3日在中国文昌航天发射场成功首飞。但在2017年7月2日，长征五号遥二火箭搭载实践十八号卫星发射升空后，火箭飞行出现异常，发射任务失利。

　　原本，这次发射若成功意味着长征五号运载火箭工程研制圆满收官，进入正式应用阶段，同时也是我国在今年下半年探月三期嫦娥五号月球探测器发射前，对“胖五”火箭的最后一次实战演练。然而，始料未及的发射失利仿佛打乱了原来的节奏。

　　此前，我国原计划在2017年11月，用长征五号火箭发射国内首个实施无人月面取样返回的航天器“嫦娥五号”；在2018年，发射世界首颗在月球背面着陆和巡视探测的航天器“嫦娥四号”。

　　由于长征五号遥二火箭发射失利的原因仍在调查中，或将在年底彻底查清。这次失利将影响到我国嫦娥五号、四号以及空间站的任务计划。

　　长征五号发射失败原因分析

　　以前发射成功率高是因为长征火箭不够“壮”

　　从1970年长征一号运载火箭发射至今，长征系列显然成了一个“大家族”，实现了从常温推进到低温推进、从串联到捆绑、从一箭单星到一箭多星，运载能力覆盖高、中、低各种轨道，能够满足不同载荷的发射要求。

　　长征系列运载火箭在长征五号诞生之前共实施了237次发射，发射成功率高达97%左右。而国际上，从1957年到2015年，全球共发射5400多次，平均发射成功率是91.5%。这样来看，长征系列火箭一直表现都很棒，也让我们自然而然形成一种错觉：但凡长征火箭发射，必定是成功的。

　　但这样的成功是建立在火箭运力较小、型号较老基础之上的。

　　受我国铁路运输的限制，“胖五”之前的火箭最大直径仅为3.35米，我国长征系列运载火箭地球同步转移轨道运载能力最大仅能达到5吨级，与12吨级的国际主流水平运载能力相比差距大，制约了我国空间技术发展。

　　“当时的载人航天工程尚处在论证阶段，按我国当时火箭的运载能力，无法满足未来空间站建设的需求。”航天科技集团一院长征五号运载火箭总指挥王珏说，国内重大工程的发展需要成为中国研制大型运载火箭的直接驱动。

　　20世纪80年代末，随着人类探索宇宙的不断深入，世界主要航天强国纷纷推出了新一代大型运载火箭，比如美国的德尔塔4和宇宙神5、欧洲的阿里安5，这些火箭多采用了5米左右大直径，少级数，运载能力全面超越我国当时的火箭。

　　各国发展新一代火箭的目的很明确：一是通过清洁推进剂的改进实现环保，二是提高运载能力，提升进入空间能力和商业竞争力。

　　内有重大工程的需要，外有各国的发展趋势，打造一枚“大块头”的火箭显得十分迫切。

　　长征五号的“难”主要是因为有这么几只“拦路虎”：

　　——整体技术。要实现运载火箭能力的跨越式发展，整体就必须采用全新的技术。相比以往新火箭研发中30%左右的新技术比例，长征五号可以说是另起炉灶，全箭采用了247项核心关键新技术，全箭新研产品比例达90%以上。

　　“这么高的新技术比例意味着研制工作量增大，研制难度增大，也意味着研制风险增大。”长征五号火箭总设计师李东说。

　　——“心脏”。运载火箭与飞机汽车一样，发动机是它的“心脏”。为了把更重的载荷送到更高更远的地方，火箭不仅需要最好的发动机，而且一支多级火箭需要不同类型的发动机。

　　新一代火箭首先要解决大推力问题，之前我国单台发动机推力最大的只有75吨，远远满足不了长征五号的需求。

　　长征五号采用了新一代无毒无污染的氢氧和液氧煤油发动机组合方式，8台全新研制的120吨液氧煤油发动机被装配在四个助推器上，两台50吨、两台9吨的全新研制的氢氧发动机分别装配在一级和二级火箭上。在研制过程中，摆在研制人员面前最大的难题就是如何攻克大推力液氧煤油发动机技术，而这个技术以前也只有俄罗斯掌握。

　　一些外国专家甚至认为，即使我们能设计出来，但以我们现有的材料和工艺水平，也不可能制造出来。但是中国航天人愣是进行了夜以继日的攻关，中间更是经历了四次发动机试车失败，甚至目睹过几秒钟内发动机就烧毁殆尽的惨状，但他们还是挺过来了，几十种新材料、一百多种新工艺被一一攻克。真可谓“一斤推力一寸金，十万马力十万人！”中国于是成为继俄罗斯之后第二个全面掌握液氧煤油高压补燃发动机技术的国家。

　　——大结构。把火箭做大，把箭体直径从3.35米变为5米，并不是简简单单放大。要加工制造5米的箭体结构，需要基础机械加工、贮箱焊接、铆接等所有工装的巨大飞跃，有很多技术难题需要克服。

　　大结构还给地面试验带来新要求，以前的机床、试验的工位、厂房都已无法满足长征五号的大结构需求，因此长征五号的研制也带动了新的助推器分离试验、整流罩分离试验、静力试验等技术的提升。

　　长征五号起飞推力达到现役最大规模运载火箭的1.5倍以上，火箭各结构部段受力情况复杂。特别是要解决针对火箭助推器与芯级传力问题，单台助推器不仅要承担近200吨的芯级自重，还需在不足0.1平方米的接触面上承受300余吨的偏置集中力载荷，方案设计难度为我国运载火箭研制史上之最。

　　把如此多的技术创新汇集到长征五号身上，看上去是有些冒险的。人们都知道，研制运载火箭是个大系统工程，任何一个小毛病都有可能导致发射失败，给航天事业造成打击。

　　中国航天人却敢于设立新目标，并且有能力驾驭研发路上各种困难和复杂性的阶段，他们造就了一个强大的机制，就像一个超级流水线一样可以把种种梦想奇迹般地变成现实。