長征三號乙增強型火箭創新記："大力士"瘦身強體武藝高

（嫦娥三號）“大力士”瘦身強體武藝高——長征三號乙增強型火箭創新記

新華網西昌１２月１日電（記者 余曉潔 吳晶晶 田野）中國探月“三年一會”，在這個冬天如期而至。

２００７年，長三甲火箭用了１４天托舉嫦娥一號奔月。

２０１０年，長三丙火箭將嫦娥二號直接送入地月轉移軌道，奔月之旅只用了５天。

２０１３年１２月２日凌晨，我國長征系列火箭中運載能力最強的“大力士”——長三乙增強型火箭將托舉重量更重、體積更大的嫦娥三號探測器飛天奔月。

３０日下午，長三乙完成常規燃料加注。１日將進行低溫燃料加注。“大力士”是如何瘦身健體托舉“嫦娥”的？有何新武藝？嫦娥三號運載火箭系統總指揮、總設計師和火箭專家們為您解析。

精雕細琢“瘦”下去

“要‘長途跋涉’把３７８０公斤的‘嫦娥’精準地送入遠地點３８萬公里的地月轉移軌道，已達到長征三號乙火箭的運載能力極限。長三乙增強型的起飛推力是６００噸，要提高載荷能力，火箭自身必須‘瘦身’。”嫦娥三號探測器火箭系統總指揮岑拯說。

中國航天科技集團公司運載火箭技術研究院為長三乙量身制定了三子級氫氧貯箱減重方案。貯箱的自重就像“脂肪”，承載的燃料就像身體蘊含的能量。在能量不變的情況下，“脂肪”越少，運載的能力也就越大。

為此，運載火箭技術研究院首次采用新型機械壁板銑的方式。這種方法銑出來的壁板光滑、精度高、厚度誤差在０．１毫米之內。正是這樣的精雕細琢，使得貯箱成功減重５０公斤。

金牌動力“強起來”

“面對中國飛行器首次對地外天體進行直接探測的全新使命，六院傾力打造高可靠、高性能‘嫦娥三號’飛天動力，使火箭動力系統‘推得精，飛得穩’。”火箭發動機專家、中國航天科技集團公司六院院長譚永華說。

從神舟一號到神舟十號，從嫦娥一號到嫦娥三號，中國航天一次又一次突破極限創造新高度。以設計研制航天發動機為主業的航天六院贏得了“中國金牌動力”的美譽。此次承擔發射任務的長三乙火箭所有發動機和嫦娥三號探測器推進分系統，均由六院研制。

與發射神舟十號用的長二Ｆ火箭相比，長三乙增強型增加了一個三子級。這級火箭由兩臺氫氧發動機和若干臺姿控發動機組成。

“氫氧發動機使用液氫、液氧低溫高能推進劑，采用泵壓式燃氣發生器動力循環，燃氣串聯雙渦輪泵系統，具有雙向搖擺，高空兩次啟動能力。它使嫦娥三號奔月之旅更加穩健。”六院副院長劉志讓說。

此外，科研人員對長三乙運載火箭一、二級及助推器發動機進行了一系列可靠性增長改進。比如借鑒長二Ｆ技術，對二級主機燃氣發生器、轉速線圈等進行改進，使得發動機飛天動力更強勁，質量更可靠。

多項創新“武藝高”

“為了滿足嫦娥三號任務更高的要求，科研人員對火箭開展了六大專項技術攻關，確保托舉保嫦娥‘完美落月’。”嫦娥三號火箭系統總指揮岑拯說。

火箭系統總設計師姜杰等專家解析了長三乙增強型火箭的“幾板斧”。

其一，高精度制導控制技術，入軌精度較嫦娥二號提高３倍多。科研人員采用雙激光慣組加衛星導航修正的復合制導技術，相當于給火箭安了“兩只眼睛”，一只眼睛使火箭按照設計好的軌道飛行，另一只眼睛精確計算最佳途徑，并隨時修正。

其二、攻克多窗口發射技術，實現多軌道窄窗口發射。為保證順利發射，科研人員為嫦娥三號設計了６條飛行軌道，精確計算出６個發射窗口。但每個窗口非常窄——第一窗口約４分鐘，第二窗口僅約１分鐘。

其三、為嫦娥三號量身打造“坐椅”。針對嫦三“大個”身材，科研人員研制了直徑１７５０毫米，高度１７６０毫米的超大衛星支架適配器，讓嫦三能夠穩穩落座。

其四、研制箭載攝影裝置，實時監控火箭發射全過程。科研人員在長三乙上安裝了３臺攝像機。二級火箭上的攝像頭拍攝４個助推器關機分離和一二級火箭分離；三級發動機艙上的攝像頭拍攝三級發動機點火關機和二三級火箭分離過程；第三個攝像頭拍攝整流罩分離、探測器與支架分離。

“我們將力爭第一窗口發射，預祝長三乙再次奏響凱歌。”專家們說。