“长五遥三火箭在遥二火箭的基础上,进行了200余项技术改进,其中比较重大的技术改进有9项,包括发动机设计改进、长排整流罩设计改进、利用系统调节方案改进等”,长征五号火箭副总设计师杨虎军称。

“胖五”归来:揭秘长征五号成功背后的“一波三折”

长五遥三火箭在遥二火箭的基础上,进行了200余项技术改进

成功背后,经历“一波三折”

从发射失利到成功,长五火箭用了30个月,在大家焦急等待“胖五”归来的900多个日夜中,长五研制团队在攻克氢氧发动机技术难题中不断提升技术认识。

长五遥二火箭失利后,经过100余天的故障排查与定位以及180余天的试验验证,长五遥二火箭失利的原因终于确认,是由于火箭芯一级氢氧发动机在复杂力热环境下,局部结构发生异常,发动机推力瞬时大幅下降,致使发射任务失利。

“在归零过程中,通过建立故障树,对50多个可能造成推力下降的事件进行了逐一的排查,最终确认了故障的最大可能原因,”李东指出,“此后,根据故障调查的结论,对芯一级氢氧发动机进行了设计改进,从结构、材料和工艺等方面都采取了相应的改进措施,提高了对飞行环境的适应性。”

去年11月30日,改进后的芯一级氢氧发动机在长程试车过程中出现问题,根据故障原因,研制团队对发动机的局部薄弱环节进行了改进,提高了结构的动强度裕度。改进后的产品于2019年2月顺利通过了两次长程试车验证。

然而,走向成功的道路上总是充满荆棘。今年4月4日,在长五遥三火箭的总装工作进入到最后阶段时,一台用于后续任务的芯一级氢氧发动机在试验数据分析过程中,发现了“异常振动频率”。为此,研制人员顺藤摸瓜,找到了问题的“症结”所在。“发动机局部结构对复杂力热环境非常敏感,容易引起共振,且一旦激发,不易衰减。”李东解释说。

为了抑制振动的产生,研制人员开展了大量的设计和试验工作,终于找到了一种快速、有效的改进方案。火箭院党委书记、长征五号火箭第一总指挥李明华介绍说:“在解决发动机振动的问题上,我们先后探索了三条路,经过反复分析研究,综合考虑各方面因素,决定抓主要矛盾、抓问题根源,对发动机结构进行局部改进。”

这次改进彻底解决了困扰长五的发动机问题,改进后的发动机经过10余次3000余秒的试验验证,证明了改进措施的有效性,长五火箭终于回到恢复发射的“快车道”。

今年10月18日,长五遥三火箭通过了出厂评审,10月27日,运抵海南文昌航天发射场。今天,长五遥三火箭以一次完美的飞行,完成了华丽的涅槃,为2019年中国航天发射画上了一个圆满的句号,也为未来的发射任务奠定了基础。

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