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中國長征火箭有多牛?從1到300,全靠奮力創新不斷超越!

撰文/錢航

中國科學院國家空間科學中心博士

現中國運載火箭技術研究院總體設計部型號設計師

2019年3月10日凌晨,我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭,成功將「中星6C」衛星發射升空。

長三乙火箭飛向太空。(付蘇 攝)

至此,長征系列運載火箭完成第300次飛行任務。資料顯示,長征火箭從第一次發射到第100次發射用了37年,從第100次發射到第200次發射用了7年,從第200次發射到第300次發射僅用4年多時間。

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96%!長征火箭交出高成功率答卷

從1970年長征一號運載火箭發射我國第一顆人造衛星「東方紅一號」至今,長征火箭先後有17種型號投入使用,從最初的艱苦創業,到本世紀初的載人飛行、圓夢奔月,實現了從無到有、從串聯到捆綁、從一箭一星到一箭多星、從發射衛星到發射飛船和月球探測器等一系列重大跨越,成功將506顆衛星送入預定軌道,具備了發射任意地球軌道有效載荷能力,入軌精度處於國際先進水準。

由中國航天科技集團自主研製的長征系列運載火箭,是中國航天的主力運載火箭,承擔了我國96.4%的發射任務,發射航天器總質量佔中國發射總質量的99.2%。據統計,長征火箭300次發射的成功率約為96%。與前50次發射相比,後250次發射的成功率明顯提升且趨於穩定。

2018年,長征火箭年發射連續成功次數達到37次,首次獨居世界航天發射次數年度第一位,在近20年世界各國航天發射中,是連續成功發射次數最高的一年。

現役長征火箭家族(橫屏觀看效果更佳)

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不斷突破,鑄就國民「長征」

中國運載火箭「長征家族」中,長征三號甲系列火箭(長三甲系列火箭,包括長三甲、長三乙、長三丙這三型火箭)有「金牌火箭」美譽。該系列火箭在2018年取得了亮眼成績,去年全年完成了以「嫦娥四號」月背探測、北斗組網等為代表的14次發射任務,刷新了該型號年發射數量紀錄。長三甲系列火箭也將在今年成為中國第一型邁入「百次發射俱樂部」的單一系列運載火箭。

長征三號甲

回顧長三甲系列火箭的歷史,研製團隊堅持自力更生、自主創新,邁出了中國運載火箭系列化、通用化、組合化的第一步,實現了從高軌衛星小型載荷到中大型載荷發射、從單一高軌道到各類高軌道發射、從高軌衛星轉移軌道到工作軌道發射、從地球軌道到地月軌道發射等多個跨越,突破了高適應、高可靠、高質量以及核心關鍵器部件自主可控等一系列工程關鍵技術,成功完成了以探月工程、北斗導航工程為代表的多項國家重大工程發射任務,長三甲系列火箭的年發射數量、發射成功率及發射入軌精度等航天核心技術指標均達到世界一流水準。

中國運載火箭「長征家族」中,長征二號F火箭被稱為「神箭」,是我國航天史上技術最複雜、可靠性和安全性指標最高的運載火箭。長二F火箭目前是我國唯一載人火箭,航天員安全性指標達到0.997,就是說1000次故障只允許有3次不成功。截至目前,在載人航天工程中它的發射成功率達到100%。

長征二號F

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創新是第一動力!

「創新是引領航天發展的第一動力,也是推動航天強國建設的根本途徑。」中國航天科技集團運載火箭技術研究院院長郝照平說。尤其是黨的十八大以來,新一代運載火箭長征五號、長征七號相繼首飛成功,中國航天進出空間的能力大幅度提升,有力地支撐了我國從航天大國向航天強國邁進。

「長征七號」為例,研製團隊先後突破了以新動力、新布局、新環境、新結構、新體制、新測發為代表的12項重大關鍵技術及96項關鍵技術。長征七號運載火箭是中國航天首個採用全數字化手段,利用全三維協同、全三維設計、全三維總裝數字模擬試驗、數字化發射服務完成全流程研製的火箭,「長七」火箭在全研製流程沒有一張紙質圖紙,航天科技工作者稱火箭設計從紙質「連環畫」變成了「3D電影」。「數字火箭」應用了「虛擬現實技術」,對火箭進行虛擬裝配、虛擬試驗,真實模擬火箭實際裝配和試驗環境,提前預見可能發生的問題,確保了火箭試驗、裝配「一次成」。郝照平說:「長征七號火箭的首飛成功,代表了我國近60年運載火箭研製領域的最高水準,標誌著我國新一代運載火箭在數字化設計能力上已躋身國際先進行列。 」

長七火箭正在進行全箭模態試驗。

(陳春林 攝)

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火箭技術跨越帶動基礎工業提升

在一次次火箭發射成功的背後有無數研製人員的堅守,同樣在向航天強國邁進的征程中,每一次火箭的技術跨越也帶動了基礎工業的不斷提升。

以「長征五號」運載火箭為例,在此之前中國火箭直徑是3.35米直徑,而長五火箭的直徑為5米,雖然只是1.65米的跨越,研製人員確付出了極大的辛勞,全國各地工業企業也給予了大力支持。從3.35米到5米,不僅僅是火箭箱體直徑的增加,更反映的是一個國家基礎工業能力的提升。未來在我國重型運載火箭長征九號的研製中,將實現10米級的火箭箱體研製,這也必將帶動國內新材料、新工藝、新器件、新裝備等基礎工業跨越式發展。

中國航天的發展是全國基礎工業協調發展的縮影。同樣,中國航天人也有責任通過軍民深度融合,成為促進國民經濟高質量發展的重要力量。

文中所用圖片均來自:中國航天科技集團有限公司官網

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