長征五號是目前我國運(yùn)載能力最大的火箭，于2016年11月3日在中國文昌航天發(fā)射場成功首飛。但在2017年7月2日，長征五號遙二火箭搭載實(shí)踐十八號衛(wèi)星發(fā)射升空后，火箭飛行出現(xiàn)異常，發(fā)射任務(wù)失利。

　　原本，這次發(fā)射若成功意味著長征五號運(yùn)載火箭工程研制圓滿收官，進(jìn)入正式應(yīng)用階段，同時(shí)也是我國在今年下半年探月三期嫦娥五號月球探測器發(fā)射前，對“胖五”火箭的最后一次實(shí)戰(zhàn)演練。然而，始料未及的發(fā)射失利仿佛打亂了原來的節(jié)奏。

　　此前，我國原計(jì)劃在2017年11月，用長征五號火箭發(fā)射國內(nèi)首個(gè)實(shí)施無人月面取樣返回的航天器“嫦娥五號”；在2018年，發(fā)射世界首顆在月球背面著陸和巡視探測的航天器“嫦娥四號”。

　　由于長征五號遙二火箭發(fā)射失利的原因仍在調(diào)查中，或?qū)⒃谀甑讖氐撞榍?。這次失利將影響到我國嫦娥五號、四號以及空間站的任務(wù)計(jì)劃。

　　長征五號發(fā)射失敗原因分析

　　以前發(fā)射成功率高是因?yàn)殚L征火箭不夠“壯”

　　從1970年長征一號運(yùn)載火箭發(fā)射至今，長征系列顯然成了一個(gè)“大家族”，實(shí)現(xiàn)了從常溫推進(jìn)到低溫推進(jìn)、從串聯(lián)到捆綁、從一箭單星到一箭多星，運(yùn)載能力覆蓋高、中、低各種軌道，能夠滿足不同載荷的發(fā)射要求。

　　長征系列運(yùn)載火箭在長征五號誕生之前共實(shí)施了237次發(fā)射，發(fā)射成功率高達(dá)97%左右。而國際上，從1957年到2015年，全球共發(fā)射5400多次，平均發(fā)射成功率是91.5%。這樣來看，長征系列火箭一直表現(xiàn)都很棒，也讓我們自然而然形成一種錯(cuò)覺：但凡長征火箭發(fā)射，必定是成功的。

　　但這樣的成功是建立在火箭運(yùn)力較小、型號較老基礎(chǔ)之上的。

　　受我國鐵路運(yùn)輸?shù)南拗?，“胖五”之前的火箭最大直徑僅為3.35米，我國長征系列運(yùn)載火箭地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力最大僅能達(dá)到5噸級，與12噸級的國際主流水平運(yùn)載能力相比差距大，制約了我國空間技術(shù)發(fā)展。

　　“當(dāng)時(shí)的載人航天工程尚處在論證階段，按我國當(dāng)時(shí)火箭的運(yùn)載能力，無法滿足未來空間站建設(shè)的需求?！焙教炜萍技瘓F(tuán)一院長征五號運(yùn)載火箭總指揮王玨說，國內(nèi)重大工程的發(fā)展需要成為中國研制大型運(yùn)載火箭的直接驅(qū)動(dòng)。

　　20世紀(jì)80年代末，隨著人類探索宇宙的不斷深入，世界主要航天強(qiáng)國紛紛推出了新一代大型運(yùn)載火箭，比如美國的德爾塔4和宇宙神5、歐洲的阿里安5，這些火箭多采用了5米左右大直徑，少級數(shù)，運(yùn)載能力全面超越我國當(dāng)時(shí)的火箭。

　　各國發(fā)展新一代火箭的目的很明確：一是通過清潔推進(jìn)劑的改進(jìn)實(shí)現(xiàn)環(huán)保，二是提高運(yùn)載能力，提升進(jìn)入空間能力和商業(yè)競爭力。

　　內(nèi)有重大工程的需要，外有各國的發(fā)展趨勢，打造一枚“大塊頭”的火箭顯得十分迫切。

　　長征五號的“難”主要是因?yàn)橛羞@么幾只“攔路虎”：

　　——整體技術(shù)。要實(shí)現(xiàn)運(yùn)載火箭能力的跨越式發(fā)展，整體就必須采用全新的技術(shù)。相比以往新火箭研發(fā)中30%左右的新技術(shù)比例，長征五號可以說是另起爐灶，全箭采用了247項(xiàng)核心關(guān)鍵新技術(shù)，全箭新研產(chǎn)品比例達(dá)90%以上。

　　“這么高的新技術(shù)比例意味著研制工作量增大，研制難度增大，也意味著研制風(fēng)險(xiǎn)增大。”長征五號火箭總設(shè)計(jì)師李東說。

　　——“心臟”。運(yùn)載火箭與飛機(jī)汽車一樣，發(fā)動(dòng)機(jī)是它的“心臟”。為了把更重的載荷送到更高更遠(yuǎn)的地方，火箭不僅需要最好的發(fā)動(dòng)機(jī)，而且一支多級火箭需要不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)。

　　新一代火箭首先要解決大推力問題，之前我國單臺發(fā)動(dòng)機(jī)推力最大的只有75噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了長征五號的需求。

　　長征五號采用了新一代無毒無污染的氫氧和液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)組合方式，8臺全新研制的120噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)被裝配在四個(gè)助推器上，兩臺50噸、兩臺9噸的全新研制的氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)分別裝配在一級和二級火箭上。在研制過程中，擺在研制人員面前最大的難題就是如何攻克大推力液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，而這個(gè)技術(shù)以前也只有俄羅斯掌握。

　　一些外國專家甚至認(rèn)為，即使我們能設(shè)計(jì)出來，但以我們現(xiàn)有的材料和工藝水平，也不可能制造出來。但是中國航天人愣是進(jìn)行了夜以繼日的攻關(guān)，中間更是經(jīng)歷了四次發(fā)動(dòng)機(jī)試車失敗，甚至目睹過幾秒鐘內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)就燒毀殆盡的慘狀，但他們還是挺過來了，幾十種新材料、一百多種新工藝被一一攻克。真可謂“一斤推力一寸金，十萬馬力十萬人！”中國于是成為繼俄羅斯之后第二個(gè)全面掌握液氧煤油高壓補(bǔ)燃發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的國家。

　　——大結(jié)構(gòu)。把火箭做大，把箭體直徑從3.35米變?yōu)?米，并不是簡簡單單放大。要加工制造5米的箭體結(jié)構(gòu)，需要基礎(chǔ)機(jī)械加工、貯箱焊接、鉚接等所有工裝的巨大飛躍，有很多技術(shù)難題需要克服。

　　大結(jié)構(gòu)還給地面試驗(yàn)帶來新要求，以前的機(jī)床、試驗(yàn)的工位、廠房都已無法滿足長征五號的大結(jié)構(gòu)需求，因此長征五號的研制也帶動(dòng)了新的助推器分離試驗(yàn)、整流罩分離試驗(yàn)、靜力試驗(yàn)等技術(shù)的提升。

　　長征五號起飛推力達(dá)到現(xiàn)役最大規(guī)模運(yùn)載火箭的1.5倍以上，火箭各結(jié)構(gòu)部段受力情況復(fù)雜。特別是要解決針對火箭助推器與芯級傳力問題，單臺助推器不僅要承擔(dān)近200噸的芯級自重，還需在不足0.1平方米的接觸面上承受300余噸的偏置集中力載荷，方案設(shè)計(jì)難度為我國運(yùn)載火箭研制史上之最。

　　把如此多的技術(shù)創(chuàng)新匯集到長征五號身上，看上去是有些冒險(xiǎn)的。人們都知道，研制運(yùn)載火箭是個(gè)大系統(tǒng)工程，任何一個(gè)小毛病都有可能導(dǎo)致發(fā)射失敗，給航天事業(yè)造成打擊。

　　中國航天人卻敢于設(shè)立新目標(biāo)，并且有能力駕馭研發(fā)路上各種困難和復(fù)雜性的階段，他們造就了一個(gè)強(qiáng)大的機(jī)制，就像一個(gè)超級流水線一樣可以把種種夢想奇跡般地變成現(xiàn)實(shí)。