全球要聞：揭秘中國空間站故事｜突破關(guān)鍵技術(shù) 讓中國人腳步向深空延伸

央視網(wǎng)消息：大屏幕上的這張照片，是這次發(fā)射問(wèn)天實(shí)驗艙的長(cháng)征五號B運載火箭，主要承擔我國空間站艙段的發(fā)射任務(wù)，它也是我國近地軌道運載能力最大的運載火箭。它強大的動(dòng)力來(lái)源就是發(fā)動(dòng)機。發(fā)動(dòng)機是火箭的“心臟”，它也是火箭技術(shù)含量最高、難度最大的部件之一。長(cháng)五運載火箭采用的是液氫液氧，以及液氧煤油作為燃料，這也是當今世界航天發(fā)射的主流技術(shù)，它也是一個(gè)國家成為航天強國的標志之一。今天的揭秘中國空間站故事，我們一起來(lái)看一看“胖五”火箭發(fā)動(dòng)機研制過(guò)程當中，它的團隊是如何破解材料研制等“卡脖子”難題，一次次從頭再來(lái)。

航天科技集團六院西發(fā)公司型號系列總工藝師張和平：這就是長(cháng)征五號用的發(fā)動(dòng)機，長(cháng)征五號一共用了八臺120噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機。這個(gè)上面有許多新材料，典型的就是說(shuō)在燃燒部分用的是高溫合金。

高溫合金被稱(chēng)為“先進(jìn)發(fā)動(dòng)機基石”?；鸺l(fā)動(dòng)機點(diǎn)火后，最高溫度達到3000℃，在這樣的高溫高壓富氧環(huán)境下，普通材料瞬間就會(huì )被燒成一堆廢渣，在實(shí)施綜合降溫措施后，高溫合金卻依然能夠保持穩定。2000年，國家正式立項，液氧煤油發(fā)動(dòng)機進(jìn)入工程研制，首先要解決的就是研發(fā)高溫合金。負責技術(shù)的主管單位從事材料研發(fā)應用有幾十年的經(jīng)驗，信心滿(mǎn)滿(mǎn)，然而他們研發(fā)的葉盤(pán)剛上試車(chē)臺幾秒鐘，大家就傻眼了。

(資料圖片僅供參考)

中國鋼研科技集團高納公司科技委副主任趙光普：最早試車(chē)的時(shí)候，因為對工藝參數也不掌握，我們心里也沒(méi)底，所以試的時(shí)候只要工藝參數稍不對一些，那材料兩三秒鐘像天女散花一樣就沒(méi)了。

中國鋼研科技集團特殊鋼研究院副所長(cháng)蘇杰：我們曾經(jīng)遇到過(guò)同樣的原材料、同樣的爐子，前后練了兩爐，有一爐合格，有一爐就不合格，所以可見(jiàn)它的工藝窗口確實(shí)很窄。

突如其來(lái)的失敗，讓大家高漲的熱情瞬間降到冰點(diǎn)，國外專(zhuān)家甚至說(shuō)：即使中國人能把液氧煤油發(fā)動(dòng)機設計出來(lái)，也無(wú)法制造出來(lái)。國外專(zhuān)家的話(huà)并非沒(méi)有道理，作為主任設計師的葛李虎跟同事估算，發(fā)動(dòng)機需要的新材料達30多種。

沒(méi)有基礎，就下定決心從頭開(kāi)始。跟火箭發(fā)動(dòng)機打了一輩子交道的葛李虎是個(gè)有心人，這一本本有些發(fā)舊的記錄本，記錄了葛李虎30多年間在火箭發(fā)動(dòng)機研制過(guò)程中遇到的所有問(wèn)題，這120個(gè)記錄本也成為解決問(wèn)題的一把鑰匙。

時(shí)任航天科技集團六院十一所液氧煤油發(fā)動(dòng)機主任設計師葛李虎：這件事情怎么討論的，這個(gè)是誰(shuí)怎么發(fā)言的，最后怎么解決的，工廠(chǎng)有什么問(wèn)題，不要設計員去到工廠(chǎng)去處理，你說(shuō)一個(gè)意見(jiàn)，我說(shuō)行，你說(shuō)不行，這樣子的話(huà)叫做矛盾你知道嗎？

中國鋼研科技集團高納公司科技委副主任趙光普：大伙都叫他（葛李虎）拼命三郎，深更半夜給我們打電話(huà)、禮拜六禮拜天打電話(huà)，像這種把全身心投到航天里邊的精神特別感染我們。

在葛李虎的感染下，研制團隊重燃斗志踏上了新的攻關(guān)之路。高溫合金是以鐵、鎳、鈷為基礎，加入大量其他合金冶煉而成。研制團隊專(zhuān)門(mén)做了燃燒著(zhù)火的裝置，通過(guò)不斷調整配方的化學(xué)成分，在兩年中做了上百次試驗，從起初的小爐研制到逐步擴大試生產(chǎn)，終于研制出了抗高溫高壓的高溫合金。

沒(méi)有從國外進(jìn)口一克原料，我國研制的高溫合金性能水平超越了國外同等類(lèi)型合金，現在這種合金已經(jīng)分別應用于航空發(fā)動(dòng)機、液氧煤油發(fā)動(dòng)機、液氫液氧發(fā)動(dòng)機等國家重大工程項目。通過(guò)液氧煤油發(fā)動(dòng)機研制，還牽引了高強度不銹鋼等50多項新材料的創(chuàng )新，填補了我國這些材料研究的空白。

對于發(fā)動(dòng)機來(lái)說(shuō)，攻克了材料的難關(guān)，只是萬(wàn)里長(cháng)征走完了第一步，接下來(lái)每一步都無(wú)比艱難。這是一次發(fā)動(dòng)機試車(chē)的畫(huà)面，剛研制完成的發(fā)動(dòng)機，在試車(chē)臺上一點(diǎn)火就爆炸了。在液氧煤油發(fā)動(dòng)機研制的初期，包括這樣的爆炸，失敗接連發(fā)生了四次。

2001年，對于液氧煤油發(fā)動(dòng)機的研制團隊來(lái)說(shuō)是最艱難的一年。這一年進(jìn)行了四次整機試車(chē)，均未成功，其中還連續兩次發(fā)生了爆炸，這在中國航天的歷史上也是絕無(wú)僅有的。

時(shí)任航天科技集團六院十一所液氧煤油發(fā)動(dòng)機主任設計師葛李虎：零點(diǎn)幾秒全部炸完，炸完了以后連中間的一個(gè)零件“尸首”都找不到，不知道到哪里去了，沒(méi)了，燒完了，所以給我們試驗的分析工作帶來(lái)了很大的困難。因為你找到“尸首”以后，看看哪個(gè)摩（擦）痕（跡）、哪個(gè)地方碰的、哪個(gè)地方撞的，這是可以分析出來(lái)。連“尸首”都找不著(zhù)了，你分析啥？作為一個(gè)主任設計師，這發(fā)動(dòng)機咋這么難，你咋交代，你說(shuō)這怎么弄嘛？

接二連三的失敗，對研制團隊來(lái)說(shuō)無(wú)異于一次次的沉重打擊。一次試車(chē)成本上千萬(wàn)元，更重要的是試車(chē)不成功，新一代運載火箭的研制就無(wú)從談起，面對心灰意冷的團隊，壓力最大的主任設計師葛李虎給大家打氣鼓勁。

時(shí)任航天科技集團六院十一所液氧煤油發(fā)動(dòng)機主任設計師葛李虎：失敗是肯定會(huì )失敗的，百分之一百的失敗，沒(méi)有失敗不可能有一個(gè)新型號。

記者：所以這也是我們創(chuàng )新的一個(gè)代價(jià)。

時(shí)任航天科技集團六院十一所液氧煤油發(fā)動(dòng)機主任設計師葛李虎：對，這是必定的代價(jià)。因為所謂的新型號就是新的技術(shù)，客觀(guān)規律的認識還不清楚，一定要把所有的問(wèn)題暴露出來(lái)，不怕失敗。

問(wèn)題暴露了，但要找到解決問(wèn)題的關(guān)鍵卻談何容易，面對成百上千的零部件，怎樣才能使發(fā)動(dòng)機平穩順利地啟動(dòng)呢？研制團隊重整旗鼓，從爆炸碎片中分析故障原因。一個(gè)閥門(mén)問(wèn)題的試驗，他們連續做了100多次，白天做試驗，晚上就分析數據、裝配產(chǎn)品，最長(cháng)的一次，300人在廠(chǎng)里住了整整3個(gè)月。經(jīng)過(guò)近一年的摸索，終于看到了希望的曙光。

航天科技集團六院液氧煤油發(fā)動(dòng)機副總設計師陳建華：發(fā)動(dòng)機在2002年一次試車(chē)中，試車(chē)時(shí)間僅僅只有5秒鐘，很快就過(guò)去了，當時(shí)我就在現場(chǎng)。那么這一次試車(chē)的成功就標志著(zhù)我們國家對于液氧煤油發(fā)動(dòng)機起動(dòng)技術(shù)的掌握，現在回憶起來(lái)還是記憶猶新。

2006年，液氧煤油發(fā)動(dòng)機進(jìn)行了600秒長(cháng)程試車(chē)取得成功。2016年，液氧煤油發(fā)動(dòng)機在長(cháng)征五號首飛任務(wù)中獲得成功。接下來(lái)，它還在我國首次火星探測任務(wù)、嫦娥五號、空間站天和核心艙的發(fā)射中發(fā)揮著(zhù)重要作用，每次動(dòng)力系統的表現都非常完美。

航天科技集團六院副院長(cháng)馬雙民：我們通過(guò)發(fā)動(dòng)機的研制，也完全掌握了高壓液氧煤油發(fā)動(dòng)機的全套技術(shù)，研制出了我們具有完全自主知識產(chǎn)權的大型火箭發(fā)動(dòng)機，支撐了我們運載火箭（動(dòng)力）的更新?lián)Q代。

這一次次從失敗當中爬起來(lái)最后走向成功是怎么得來(lái)的呢？我們來(lái)看看這些很有年代感的小紙條，這叫換休條，航天科技集團六院的職工在有事的時(shí)候可以憑這樣的換休條換休。我們可以看到換休條上都是葛李虎的名字，在葛李虎從事發(fā)動(dòng)機研究的30多年當中，積攢的換休條多達300多天。300多天，整整一年時(shí)間額外的付出，這只是以葛李虎為代表的液氧煤油發(fā)動(dòng)機團隊為中國航天發(fā)動(dòng)機更新?lián)Q代拼搏奮斗的一個(gè)小小縮影。目前，航天科技集團六院研發(fā)的500噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機已經(jīng)突破了主要關(guān)鍵技術(shù)，它也將在今年完成發(fā)動(dòng)機整機熱試車(chē)，動(dòng)力更加強勁澎湃。未來(lái)，中國人探索的腳步也將繼續向載人登月、向深空探測去延伸。

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關(guān)鍵詞： 航天科技 高溫合金 火箭發(fā)動(dòng)機