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火箭發(fā)動機，人類玩火的極致（八）——克服重重困難 長征五號復(fù)飛成功
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科工力量提供對中國高新技術(shù)企業(yè)和產(chǎn)品的專業(yè)點評
最后更新: 2019-12-28 12:37:05導(dǎo)讀12月27日20時45分，長征五號遙三運載火箭在中國文昌航天發(fā)射場點火升空，2000多秒后將實踐二十號衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，發(fā)射飛行試驗取得圓滿成功。【文/科工力量 柳葉刀】
在長征五號火箭研制之前，中國的長征系列運載火箭一直是在已有的技術(shù)基礎(chǔ)上進行改進，核心部件火箭發(fā)動機推力沒有質(zhì)的提升，增大火箭的推力與射程，只能依靠加裝助推器與火箭的級數(shù)。老舊的火箭使用有毒的四氧化二氮與偏二甲肼推進劑，劇毒且污染環(huán)境。
為全面提高中國運載火箭的整體水平和能力，中國急需一種大推力、高可靠、低成本、無毒、無污染的運載火箭。新火箭還需具備模塊化設(shè)計，可根據(jù)不同模塊組裝成不同推力的火箭。長征五號火箭就是在這種背景下進行研制的。
改造老舊型號火箭 長征三、四號推力性能無本質(zhì)提升
自20世紀70年代以來，中國一直依靠“長征二號、長征三號、長征四號”運載火箭及其改進型來完成大部分軌道發(fā)射任務(wù)。如果追溯技術(shù)源頭，這三型火箭都源自1971年首飛的東風5號洲際彈道導(dǎo)彈（兩級液體火箭）。
“長征三號”運載火箭是以“長征二號”運載火箭為基礎(chǔ)進行研制的，主要關(guān)鍵技術(shù)在火箭的第三級（上面級）。第三級火箭首次采用低溫液氧/液氫推進劑，液氧的沸點溫度在-183℃，液氫沸點溫度更低為-253℃，在這樣低的溫度下，有許多難題需要克服。
該型火箭的第一級安裝四臺YF-21發(fā)動機，第二級是一臺YF-24發(fā)動機（即：YF-22主發(fā)動機+四燃燒室YF-23游動發(fā)動機），這樣的火箭一、二級設(shè)計與長征二號類似，變化不大。
長征三號運載火箭第三級所使用的YF-73氫氧發(fā)動機，由1臺渦輪泵和4個獨立的推力室并聯(lián)組成，4個推力室同在一個圓周，呈“十”字形安裝在發(fā)動機機架上，每個推力室都可沿圓周切向擺動，以控制飛行姿態(tài)，可以兩次點火工作。
“長征三號”第三級YF-73發(fā)動機，由1臺渦輪泵和4個獨立的推力室并聯(lián)，渦輪泵排氣加熱氫氣和氦氣，分別給氫、氧貯箱增壓
YF-73發(fā)動機結(jié)構(gòu)圖，采用開式循環(huán)，四個燃燒室推進劑由一臺渦輪泵驅(qū)動
“長征三號甲”第三級YF-75氫氧發(fā)動機，通過機架并聯(lián)兩臺該型發(fā)動機使用，發(fā)動機可雙向擺動，YF-75是繼YF-73之后的中國第二代低溫發(fā)動機
作為發(fā)射地球同步軌道衛(wèi)星的備份火箭，上海航天局自1974年起，用了10年的時間成功研制了“長征四號甲”和“長征四號乙”運載火箭。
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本文僅代表作者個人觀點。
- 責任編輯: 柳葉刀
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