为全箭提供90%动力“上海力量”托举起“胖五”一飞冲天

12月27日20时45分，长征五号遥三运载火箭发射实践二十号卫星取得圆满成功。“胖五”的4个助推器，是目前国内最大的低温液体助推器，为全箭提供了90%的动力，是长征五号火箭起飞的主要动力源，由中国航天科技集团八院承制，“上海力量”托举起“胖五”一飞冲天。

“撑得住、点得着、分得开”

据中国航天科技集团八院院长张宏俊介绍，在这次任务中，八院负责长征五号遥三运载火箭的4个3.35米助推模块抓总研制、助推伺服系统、配套芯级外安单机、天馈、电池等近200种产品。

作为目前国内最大的低温液体助推器，长征五号助推器的研制历程长达10年。科研团队突破了低温POGO分析和抑制技术、偏置集中力设计分析与试验技术、氦加温增压技术、尾部防热技术等14项重大关键技术攻关，保证了助推器“撑得住、点得着、分得开”。

“撑得住”，是指长征五号加注完成后，4个助推器要承担全箭860多吨的重量。同时，每个助推器安装2台120吨液氧煤油发动机，起飞段也主要依靠助推器8台液氧煤油发动机的推力。“点得着”，是指助推器的增压输送系统，能够创造满足液氧煤油发动机点火的条件，并在飞行中提供稳定的推力。“分得开”，是指助推器推进剂耗尽后，芯级与助推器之间的前后捆绑连接结构能够可靠解锁，实现助推器与芯级的安全分离。

早在2017年7月，此次发射的长征五号4个助推模块就已经运抵天津厂房，至今已存放27个月。这期间，八院科研团队开展了“再设计、再分析、再确认”工作。

长征五号助推模块采用了120吨大推力液氧煤油发动机，其产生的最高压强达500个大气压。要控制好这种压力，火箭的增压输送系统非常关键，高压电磁阀是增压输送系统中的重要部件。

在合练箭进行多次试验后，设计师发现电磁阀非金属部分容易出现凹坑，存在一定隐患。阀门专业设计师更改设计，研制出“不锈钢基体+非金属”复合结构。更改部分的结构仅几毫米，在不到一个小拇指指节大小的零件上，加工出尺寸精密的凹槽，并进行非金属的镶嵌，最终解决了凹坑隐患，提高了电磁阀可靠性。

打造“最可靠的能量供给站”

中国航天科技集团八院811所承担了长征五号箭上电池的研制工作，为打造“最可靠的能量供给站”，811所在总体的要求下，开展了一系列可靠性试验及调整。

据长征五号电池技术负责人王冠介绍，此次发射的长征五号上的电池，最大的变化是电池组的“座椅”变了，安装方式由绑带式变成了支脚安装。为进行这种改变，型号设计人员做了大量仿真和验证试验，确定方案后，对所有技术文件进行了更改，对所有已交付的电池组进行外壳更换。

36台电池组，每台电池组有19-20个单体电池，重新装配时必须保持原样；36台电池组里面的每个跨接片、每个螺母，也都必须原封不动地装回原处，而一台电池组最多有57片跨接片、80个螺母。在主管工艺师张晓霞带领下和“上海工匠”顾威团队助阵下，这项极为精细而复杂的更换工作圆满完成。

不同于其它常温火箭，长征五号是加注液氢和液氧的“冰箭”。根据此次型号预案要求，在极端情况下，电池暴露在-10℃的环境44小时，也能满足型号飞行使用要求。为此，科研人员首先制定了一系列预案，确保低温环境下加温系统的可靠性；其次，在电解液加注操作时，通过提升浸润度提高电池性能。两种手段并用，确保电池性能稳定。

为了全力以赴确保箭上电池的可靠性，811所还对电池原材料、零部件到最终成品，从源头到最终所有的设计参数进行了梳理。同时，对全级次的供应商也进行梳理，制定关键外协外包管控措施，梳理关键外协点，每级都要签署质量承诺书。经过可靠性增长试验，评估电池可靠性达到了0.99996。

让每一步都走得更扎实

长达27个月的存放，长征五号运载火箭的4个助推器很多零部件产品，都已经濒临或者已经超过最佳的使用期限。例如，插头热缩套管根部的热缩膜、电缆表面的薄膜胶带、贮箱的低温隔热泡沫等，这些都是“牵一发而动全身”的关键产品。

中国航天科技集团八院149厂作为4个助推器的总装单位，在十几万个零件中，开展了产品超期风险识别，区分关键产品和非关键产品。对于关键产品，进行核心部件同批次产品的箭下复验；对于非关键产品，进行箭上加固和替换填补措施，将潜在问题逐一排查。即使整箭复测结果良好，研制团队还精益求精，将合练箭助推模块上的单机或部件拆下，送回上海复测。

箭体停放在天津总装厂期间，他们先后开展了结构系统、气瓶增压、阀门、测量控制单机等产品检查及复查工作6大项，46个小项的匹配性测试，实时关注贮箱、单个产品的气密性能。

总装团队负责人余小波说：“每个助推模块、每个项目，我们都要进行3-4次实验，加上前后五次状态附件和匹配性测试，助推器的每个零部件，我们至少有二三十次的亲密接触。只有让每一步都走得更扎实，我们的心里才更踏实。”