原標(biāo)題：三十顆西安心助“胖五”一飛沖天

　　12月27日20時(shí)45分，在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)，被稱(chēng)為“胖五”的長(zhǎng)征五號(hào)遙三運(yùn)載火箭，成功踏上太空征程。而地處西安航天基地、有著中國(guó)航天液體動(dòng)力 “國(guó)家隊(duì)”之稱(chēng)的中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司第六研究院，為火箭提供了30顆“西安心”。

　　火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)被稱(chēng)為火箭的“心臟”。在“長(zhǎng)五遙三”火箭上，此次共有30臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，擔(dān)負(fù)著不同的使命。分別是8臺(tái)120噸級(jí)液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)、2臺(tái)50噸級(jí)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)、2臺(tái)9噸級(jí)膨脹循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，18臺(tái)作為輔助動(dòng)力的姿控發(fā)動(dòng)機(jī)。每一臺(tái)產(chǎn)品都必須做到萬(wàn)無(wú)一失，穩(wěn)妥可靠。

　　8臺(tái)120噸級(jí)液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，承擔(dān)著火箭起飛90%的總推力，它的產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性，對(duì)于確保“長(zhǎng)五遙三”火箭發(fā)射至關(guān)重要。為了使液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)質(zhì)量可靠性邁上一個(gè)嶄新臺(tái)階，在時(shí)間緊，任務(wù)重，難度大的情況下，六院165所液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)區(qū)參試團(tuán)隊(duì)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、創(chuàng)新思維，通過(guò)梳理工藝、測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)備狀態(tài)、工藝狀態(tài)和試驗(yàn)流程，增強(qiáng)試驗(yàn)系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)和風(fēng)險(xiǎn)分析與控制措施，固化試驗(yàn)系統(tǒng)狀態(tài)和流程，建立試驗(yàn)系統(tǒng)技術(shù)狀態(tài)基線等措施，不僅縮短了發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)準(zhǔn)備時(shí)間，提高了試車(chē)工作效率，而且進(jìn)一步提升了試驗(yàn)質(zhì)量管理水平，提高了試驗(yàn)可靠性。

　　氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)之于“長(zhǎng)五遙三”火箭，到底是怎樣意義的存在呢?用一個(gè)簡(jiǎn)單的比喻，如果把常規(guī)火箭和“長(zhǎng)五遙三”火箭比作兩輛車(chē)，在攜帶同樣的行李行駛同樣的路程時(shí)，前者自重需要1000噸，而后者自重只要約600噸。走相同的路，做相同的事，只需要近乎原來(lái)一半的“干糧”，液氫液氧為火箭帶來(lái)了高性能。

　　作為長(zhǎng)征五號(hào)火箭四型動(dòng)力之一的輔助動(dòng)力系統(tǒng)中的18臺(tái)姿控發(fā)動(dòng)機(jī)，它們主要負(fù)責(zé)火箭二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)滑行階段的推進(jìn)劑沉底管理、姿態(tài)控制和星箭分離前的末速修正。

　　什么叫沉底?太空中沒(méi)有重力，火箭箱體中的液氫和液氧是以懸浮狀態(tài)存在。為了讓液氫和液氧享受強(qiáng)大的“推背感”，使其貼合在火箭箱體底部，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)膨脹循環(huán)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)的二次起動(dòng)，就需要被技術(shù)人員叫作“大沉底”“小沉底”的4臺(tái)300N發(fā)動(dòng)機(jī)和2臺(tái)60N發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)發(fā)揮作用。

　　對(duì)于火箭的俯仰、偏航和滾轉(zhuǎn)等姿態(tài)的控制，就好比人在游泳時(shí)，上下浮沉、左右擺頭和左右翻轉(zhuǎn)這三個(gè)動(dòng)作。前兩個(gè)動(dòng)作分別由4臺(tái)300N發(fā)動(dòng)機(jī)完成，滾轉(zhuǎn)則由4臺(tái)150N發(fā)動(dòng)機(jī)完成。在星箭分離前，負(fù)責(zé)沉底管理的4臺(tái)300N發(fā)動(dòng)機(jī)還會(huì)為火箭再次加速，讓衛(wèi)星與箭體分離時(shí)具備一個(gè)合適的初始速度，以便后續(xù)精準(zhǔn)入軌。

　　這些發(fā)動(dòng)機(jī)有多大，形象地說(shuō)，300N、150N和60N發(fā)動(dòng)機(jī)就分別像1000ml、500ml和300ml容量的水杯大小，成人用單手就用抓住。這些小小的發(fā)動(dòng)機(jī)，工作時(shí)間累計(jì)2000秒，工作累計(jì)數(shù)百次，它們不僅要承受液氫液氧的低溫環(huán)境和膨脹循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的熱流環(huán)境，還有著-30℃環(huán)境下的推力室起動(dòng)能力，如此，才有了火箭精準(zhǔn)細(xì)微的姿態(tài)變化。

看點(diǎn)1

“胖五”強(qiáng)大“西安心”如何造就

　　本報(bào)訊 2017年“長(zhǎng)五遙二”火箭發(fā)射失利，兩年多的時(shí)間里，航天科技集團(tuán)六院頂住巨大的壓力，攻堅(jiān)克難，不斷提升發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性，撐起了“長(zhǎng)五遙三”火箭的強(qiáng)大動(dòng)力。

　　“新研并生產(chǎn)裝配8臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，試車(chē)時(shí)間近1萬(wàn)4千秒”，這是2017年7月長(zhǎng)五遙二火箭失利至今，為提升大推力氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性產(chǎn)生的一組數(shù)據(jù)。據(jù)介紹，大推力氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)自2001年開(kāi)展專(zhuān)項(xiàng)研制的13年時(shí)間里，新研制發(fā)動(dòng)機(jī)16臺(tái)，熱試車(chē)3萬(wàn)多秒。在技術(shù)提升的短短兩年多時(shí)間里，完成了之前13年工作量的一半。這離不開(kāi)研發(fā)團(tuán)隊(duì)的高要求，對(duì)故障分析及可靠性提升所做的努力，最終都要在產(chǎn)品上得到驗(yàn)證。為保證能夠交付最優(yōu)的產(chǎn)品，必須在全流程上進(jìn)行把關(guān)控制，不漏疑點(diǎn)。

　　同時(shí)，液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)研制團(tuán)隊(duì)從設(shè)計(jì)的正確性、工藝的合理性、試驗(yàn)充分性及產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量控制方面復(fù)查產(chǎn)品質(zhì)量的落實(shí)情況，全面梳理了影響成敗、功能的故障模式所涉及的設(shè)計(jì)特性。在創(chuàng)新上下狠功夫，讓液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性得到不斷提升。

　　兩年多來(lái)，發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)問(wèn)題嚴(yán)格按照航天科技集團(tuán)歸零“雙五條”標(biāo)準(zhǔn)，完成問(wèn)題歸零，先后組織了百余次故障分析會(huì)及專(zhuān)題會(huì)，對(duì)于故障分析情況進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，25位院士及5位大學(xué)教授作為特邀專(zhuān)家，聽(tīng)取發(fā)動(dòng)機(jī)研制工作情況，提出意見(jiàn)建議。系統(tǒng)內(nèi)的近60位領(lǐng)導(dǎo)專(zhuān)家也參與到交流討論中。

　　為保證產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)的一致性，要求工廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用的設(shè)計(jì)文件、工藝文件、質(zhì)量文件，必須簽署完整，文文一致、文實(shí)相符、圖文清晰、現(xiàn)行有效，確保文、圖、物一致，符合使用要求。發(fā)動(dòng)機(jī)出廠前組織設(shè)計(jì)師對(duì)技術(shù)文件進(jìn)行對(duì)標(biāo)清理，根據(jù)梳理結(jié)果，組織進(jìn)行專(zhuān)題評(píng)審。這一系列的舉措，讓發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性得到不斷提升，為“長(zhǎng)五遙三”火箭提供了穩(wěn)定可靠的動(dòng)力保證。

看點(diǎn)2

盤(pán)點(diǎn)實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星上的西安科技

　　實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星是我國(guó)推動(dòng)航天新技術(shù)和新平臺(tái)發(fā)展再上新臺(tái)階的又一塊重要“試驗(yàn)田”。在這塊航天高科技的“試驗(yàn)田”里，航天科技五院西安分院培育了代表我國(guó)高通量衛(wèi)星未來(lái)發(fā)展方向的Q/V載荷，“種植”了能夠?qū)崿F(xiàn)星間、星地更大容量衛(wèi)星通信的“激光終端”，還栽培了能夠?qū)崿F(xiàn)通信資源靈活分配的“寬帶柔性轉(zhuǎn)發(fā)器”。

　　Q/V載荷

　　高通量通信衛(wèi)星(High Throughput Satellite，簡(jiǎn)稱(chēng)HTS)是我國(guó)通信衛(wèi)星未來(lái)發(fā)展的重要方向。使用Q/V載荷的高通量衛(wèi)星以及超高通量衛(wèi)星將可以大大地提高在偏遠(yuǎn)地方實(shí)現(xiàn)寬帶互聯(lián)網(wǎng)的能力，并且更為高效、成本更低。

　　實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星副總設(shè)計(jì)師周穎表示，實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星通過(guò)Q/V載荷則能達(dá)到40Gbps容量，相當(dāng)于建設(shè)了四個(gè)傳統(tǒng)衛(wèi)星地面關(guān)口站。

　　激光終端

　　航天科技五院西安分院研制的激光終端，將作為激光通信的主體通過(guò)激光傳輸實(shí)現(xiàn)星地和星間通信。激光通信是未來(lái)地面超大容量關(guān)口站實(shí)現(xiàn)的主要途徑，也是未來(lái)建設(shè)天基信息網(wǎng)絡(luò)中星間通信的主力。

　　寬帶柔性轉(zhuǎn)發(fā)器

　　航天科技五院西安分院為實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星所研制的寬帶柔性轉(zhuǎn)發(fā)器，在國(guó)際上也屬難度較大的載荷產(chǎn)品，代表著一個(gè)國(guó)家星載數(shù)字透明處理的最高水平。衛(wèi)星通過(guò)寬帶柔性轉(zhuǎn)發(fā)可以將頻率資源進(jìn)行詳細(xì)劃分，并且通過(guò)在軌網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)現(xiàn)多用戶(hù)的靈活使用，提升星上通信資源的使用效率。

　　高精度應(yīng)答機(jī)

　　航天科技五院西安分院為該衛(wèi)星研制的高精度應(yīng)答機(jī)將對(duì)衛(wèi)星的測(cè)控精度由以前的幾十米提高到厘米級(jí)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)衛(wèi)星測(cè)控質(zhì)的飛躍。

　　衛(wèi)星天線

　　航天科技五院西安分院的“空間天線大咖”們?yōu)榱藢?shí)現(xiàn)衛(wèi)星的復(fù)雜功能，在衛(wèi)星艙板上安裝了三重疊的三副天線，三副天線在收攏后共用一個(gè)安裝面，不僅縮短了反射器尺寸，加大焦距，還節(jié)省空間。

看點(diǎn)3

“胖五”成功發(fā)射

有賴(lài)兩件“法寶”

　　在長(zhǎng)征五號(hào)遙三火箭成功發(fā)射的背后，位于西安的中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司第四研究院有兩件神秘的“法寶”——正推火箭和消氫點(diǎn)火裝置，為成功發(fā)射提供了保障。

　　正推火箭是火箭飛行過(guò)程中為實(shí)現(xiàn)芯一級(jí)、芯二級(jí)可靠分離而研制的分離發(fā)動(dòng)機(jī)，為級(jí)間分離提供動(dòng)力的裝置?；鸺疽患?jí)工作結(jié)束后，正推火箭接到分離指令，開(kāi)始點(diǎn)火工作，此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生推力實(shí)現(xiàn)芯二級(jí)液體推進(jìn)劑沉底，確?；鸺凑疹A(yù)定程序完成任務(wù)。

　　由航天科技四院41所研制的正推火箭兼具固體發(fā)動(dòng)機(jī)和火工品的雙重特性，其工作時(shí)間長(zhǎng)，可靠性要求高，環(huán)境條件極其苛刻，是目前運(yùn)載火箭箭體使用的最大火工品。發(fā)動(dòng)機(jī)固體動(dòng)力推進(jìn)劑，采用新型配方材料，具備低燃速、低殘?jiān)奶攸c(diǎn)，能夠確保發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)大推力的同時(shí)，不對(duì)火箭芯二級(jí)箭體產(chǎn)生損傷，而且比同類(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)更加綠色環(huán)保。為確?；鸺|(zhì)量，航天科技四院開(kāi)展了大量質(zhì)量復(fù)查工作，對(duì)4臺(tái)正推火箭進(jìn)行了產(chǎn)品檢查確認(rèn)及零部件更換工作，并完成了全級(jí)次供應(yīng)商統(tǒng)計(jì)梳理。為確保“正推火箭”穩(wěn)定、可靠工作，固體動(dòng)力源添加了新型功能助劑，并通過(guò)大量的配方優(yōu)化試驗(yàn)，不斷提高推進(jìn)劑的穩(wěn)定性和燃速控制精度，進(jìn)而提升了發(fā)動(dòng)機(jī)工作的同步性和一致性。

　　長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭采用氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)，在點(diǎn)火前會(huì)向發(fā)射平臺(tái)周?chē)h(huán)境排放大量低溫氫氣。當(dāng)氫氣與空氣混合濃度達(dá)到一定范圍時(shí)，遇到靜電或明火就會(huì)產(chǎn)生爆炸或爆轟，不僅損壞發(fā)射場(chǎng)的設(shè)備和設(shè)施，甚至?xí)?dǎo)致星箭俱毀的嚴(yán)重后果。為消除火箭發(fā)射前的大量低溫氫氣，徹底排除發(fā)射前的安全隱患，航天科技四院42所專(zhuān)門(mén)研制了消氫點(diǎn)火裝置。

　　該裝置安裝在發(fā)射平臺(tái)上，能在火箭氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)工作前的2~3秒內(nèi)，點(diǎn)燃火箭發(fā)射的“第一把火”，利用噴射的高溫、高速燃?xì)饨饘倭Ｗ恿?，將發(fā)射前排出的大量氫氣在其未達(dá)到可爆炸最低濃度前先行消除，以保證運(yùn)載火箭發(fā)射的安全性。該裝置采用了高安全性的藥劑材料，應(yīng)用了先進(jìn)的控制技術(shù)，確保能夠“準(zhǔn)確、準(zhǔn)時(shí)”點(diǎn)火，待消除氫氣后又能及時(shí)“熄火”。

看點(diǎn)4

“胖五”“最強(qiáng)大腦”

也是西安造

　　長(zhǎng)征五號(hào)遙三火箭發(fā)射任務(wù)中，位于西安的中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司九院771所配套研制的箭上和地面整機(jī)產(chǎn)品共計(jì)7種、14臺(tái)/套，擔(dān)任了研制火箭發(fā)射“最強(qiáng)大腦”的任務(wù)。

　　箭載計(jì)算機(jī)是火箭控制和精確入軌的關(guān)鍵保證。此次，長(zhǎng)征五號(hào)遙三火箭控制系統(tǒng)采用1條雙通道1553B總線實(shí)現(xiàn)火箭的實(shí)時(shí)控制和信息綜合，箭載計(jì)算機(jī)作為1553B總線的總線控制BC端，享有總線控制權(quán)，其他設(shè)備作為遠(yuǎn)程站點(diǎn)運(yùn)行。為有效控制長(zhǎng)征五號(hào)遙三火箭內(nèi)部這條“雙車(chē)道高速公路”，保證信息傳輸?shù)臅惩ǎd計(jì)算機(jī)內(nèi)部設(shè)計(jì)有三套1553B總線控制電路，利用三中取二表決機(jī)制實(shí)現(xiàn)BC權(quán)在三套總線控制電路中的切換，即使在一度故障的情況下，箭載計(jì)算機(jī)仍可完成火箭的實(shí)時(shí)控制和信息綜合。

　　此次，在箭載計(jì)算機(jī)內(nèi)部還設(shè)計(jì)了特有的“聽(tīng)診器”，能夠自動(dòng)“監(jiān)聽(tīng)”飛行控制軟件運(yùn)行過(guò)程中的各類(lèi)重要參數(shù)，并將參數(shù)自動(dòng)組幀下傳至地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)存儲(chǔ)。這套“聽(tīng)診”裝置，稱(chēng)之為總線監(jiān)控技術(shù)。該技術(shù)可以使控制系統(tǒng)在不修改飛行程序控制流程的情況下，獲得更多的執(zhí)行過(guò)程原始數(shù)據(jù)，及時(shí)、有效地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的隱患，為系統(tǒng)的故障定位提供判定依據(jù)。

　　為了確保安全，此次發(fā)射任務(wù)專(zhuān)門(mén)建立了地面測(cè)試控制系統(tǒng)，對(duì)火箭進(jìn)行發(fā)射前的“體檢”和發(fā)射過(guò)程中的檢測(cè)。771所研制的地面測(cè)試計(jì)算機(jī)、光纖慣組信號(hào)采集處理系統(tǒng)等地面單元測(cè)試計(jì)算機(jī)，用于對(duì)火箭控制設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)試。形象地說(shuō)，各種地面計(jì)算機(jī)就如同醫(yī)院派出的門(mén)診專(zhuān)家，對(duì)火箭的“大腦”“心臟”等關(guān)鍵部位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)時(shí)分析數(shù)據(jù)并反饋給系統(tǒng)。

　　在火箭發(fā)射前，地面測(cè)試計(jì)算機(jī)及時(shí)檢測(cè)箭上設(shè)備的狀態(tài)，確認(rèn)火箭發(fā)射前一切狀態(tài)正常，保證火箭發(fā)射后進(jìn)入軌道飛行前，準(zhǔn)確采集火箭姿態(tài)等信息，實(shí)時(shí)計(jì)算、處理、傳遞和執(zhí)行各種指令，使火箭按照規(guī)定軌跡飛行，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確入軌。光纖速率陀螺如同人的“小腦”，主要用來(lái)表征火箭方向和姿態(tài)，其準(zhǔn)確度與火箭入軌精度緊密相關(guān)。

新聞背景

“胖五”為何被稱(chēng)為

中國(guó)“最強(qiáng)火箭”？

　　12月27日，中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)。被稱(chēng)為“胖五”的中國(guó)“最強(qiáng)火箭”長(zhǎng)征五號(hào)迎來(lái)重生時(shí)刻，圓滿(mǎn)完成第三次發(fā)射任務(wù)。

　　長(zhǎng)征五號(hào)是我國(guó)目前起飛規(guī)模最大、運(yùn)載能力最強(qiáng)、技術(shù)跨度最大的一型運(yùn)載火箭，實(shí)現(xiàn)液體運(yùn)載火箭直徑由3.35米至5米的跨越。“胖五”身高約57米，起飛重量約870噸，它使我國(guó)現(xiàn)役火箭的運(yùn)載能力提升2.5倍，可一次將16輛小汽車(chē)的重量送入太空。有了它，還能把更大更重的飛行器送到深遠(yuǎn)的太空。

　　中國(guó)航天科技集團(tuán)長(zhǎng)征五號(hào)火箭總設(shè)計(jì)師李東說(shuō)：“它是中國(guó)邁向航天強(qiáng)國(guó)的入場(chǎng)券。”

　　中國(guó)航天科技集團(tuán)一院院長(zhǎng)王小軍告訴記者，長(zhǎng)征五號(hào)未來(lái)肩負(fù)著開(kāi)展載人航天空間站建設(shè)、月球采樣返回、火星探測(cè)等多項(xiàng)重大航天工程任務(wù)，是中國(guó)航天名副其實(shí)的“夢(mèng)想號(hào)”。

　　據(jù)新華社

　　本組文除署名外由記者關(guān)穎采寫(xiě)