胖五发射到底成功还是失败（天目专访胖五）

2022年10月25日，搭载着空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭稳稳转运至发射区。两年前，“长五B”以完美首飞惊艳苍穹，迎来载人航天工程“第三步”发展战略任务实施的“开门红”，拉开了空间站阶段飞行任务的序幕，而后相继送“天和”“问天”顺利入轨。作为空间站舱段的“专属座驾”，长征五号B遥四运载火箭也被大家亲切的称呼为“胖五”。长征五号B运载火箭有何独特之处？10月29日，正在海南文昌发射场采访的天目新闻记者向中国运载火箭技术研究院（简称“航天一院”）的火箭专家们了解其中的“大学问”。

“大力士”

运载能力max

作为我国目前近地轨道运载能力最大的火箭，长五B将我国长征系列火箭近地轨道的运载能力由9吨提升至25吨，是我国上一代火箭的2.9倍，被称为长征火箭家族中的“大力士”，更被大家亲切地称为“胖五”。

航天科技集团一院长征五号B运载火箭总体主任设计师李平岐向天目新闻记者介绍，长五最显著特点之一就是它的运载能力大，“长五B的运载效率达到2.9%，相比我国上一代火箭提升了66%。“李平岐进一步解释道，运载效率是指火箭不算载荷的重量与火箭起飞规模的比值，”效率越高，就代表火箭的综合性能更优越。“

据了解，空间站位于距离地球约400千米的近地轨道，载人空间站舱段又是我国迄今为止重量最大的载荷，梦天实验舱的起飞重量超将过23吨。

那么，长五B的大力气是怎么来的？——火箭采用了充分发掘了液氧煤油发动机大推力、氢氧发动机高比冲的优势，8台120吨级的液氧煤油发动机，里面的最高压强有500个大气压，相当于能把黄浦江的水直接抽到5000米高的青藏高原，起飞推力能达到1000多吨以上。

而一级火箭配置的2台氢氧发动机，因其比冲高的特点，使火箭能够以较少的燃料获得较大的推力。“所谓比冲，就是发动机在一定时间内燃烧一定量的燃料所产生的推力，这可以形象的理解为，汽车的“油耗”，使用液氢和液氧推进剂的发动机“油耗”较低，便是目前我们掌握的比冲较高的推进剂之一。”长五B火箭总体副主任设计师刘秉解释道，“所以长五B的大运载能力，得益于充分挖掘了两款新型发动机的工作潜力。“

同时，为了能搭载更多的推进剂、生活物资等维持空间站在轨运营，每一次发射任务之后，长五B研制团队都会根据飞行结果对火箭进行优化和改进，进一步提升运载能力。因此，发射载人空间站舱段，只有长五B能够胜任。

“大脑袋”

容纳空间max

图片来源：中国载人航天

长五B火箭不仅“腰身粗”，而且顶着一个“大脑袋”，有火箭“冰墩墩”之称。而这个“大脑袋”其实就是整流罩。李平岐主任表示，整流罩大则是长五B另一大显著特点，“整流罩直径5.2m、长度20.5m，容积达360立方，是亚洲最大的整流罩。“

整流罩是运载火箭的重要组成部分，用于保护卫星或其他有效载荷免受气动力、气动加热及声振等有害环境的影响。长征五号B火箭拥有目前我国最长最大的整流罩，整流罩长度达到20.5米、直径5.2米，容积超过345立方米。如此宽敞的空间，也是为了发射空间站舱段而量身打造的。

整流罩的规模增大后，为了保证运载效率，结构的刚度会随之减少，而刚度是影响分离能源设计、分离包络设计的关键要素，如何准确模拟飞行及分离过程中整流罩的刚度特性，确保安全、可靠分离是研制过程中所面临的技术难题。研制团队经过多方案比较，最终确定了分离方案，通过大量的仿真分析、预示，对整流罩分离方案进行评估，并多次开展了整流罩分离试验，有效验证了设计正确性和各系统接口协调性。

火箭院长五B火箭总体副主任设计师王乾向天目新闻记者介绍：“针对此次任务，在整流罩生产初期，研制团队采用了三维视觉扫描等技术，对整流罩以及实验舱的尺寸进行了精准仿真，反复详细校核，确认了关键位置的安全间隙，确保在飞行、分离的过程中，实验舱享有足够的空间，不会在飞行过程中贴近整流罩。”

简构型

可靠能力max

图片来源：中国载人航天

我国现役火箭都是多级火箭，多级火箭往往先通过下面级火箭点火加速，再通过上面级的火箭调节入轨的姿态和入轨精度。这就好比长跑一样，不同级次的火箭分别承担“起跑、加速跑、冲刺跑、撞线跑”的“接力“过程。而长五B火箭则只用一级半火箭直接入轨，从点火到入轨一气呵成，是我国现役运载火箭中唯一一款一级半直接入轨的火箭，丰富和完善了新一代运载火箭的型谱。

从系统可靠性来说，级数少、无级间分离、系统简单、可靠性自然就高。举个例子，自行车结构简单，磕磕碰碰也没事，跌到了爬起来继续走，而航空飞机系统复杂，任何一个位置稍有磕碰就有可能产生极大危险。

我们知道，级间分离是火箭飞行中动作最复杂、也是最容易出现问题的环节之一。火箭级间分离过程是影响飞行成败的关键关节之一，其控制过程非常复杂，地面试验边界条件与真实分离环境有较大差别，是火箭研制的难点之一。因此级数越少，分离次数就越少，发生故障的概率就越低。长五B火箭一级半直接入轨，减少了分离次数，进一步提升了可靠性。

筑天宫

任务意义max

载人航天工程是建设航天强国的重要标志，空间站建造任务是我国载人航天工程“三步走”发展战略的最后一步，也是工程实施中最复杂的一步。圆满完成空间站建造任务对于载人航天长远发展和空间站长期运营具有重大意义。

作为专门为载人航天工程空间站建设而研制的新型运载火箭，长五B火箭已相继完成了天和核心舱、问天实验舱的发射任务。“此次发射梦天实验舱与将核心舱对接，助力空间站三个舱段形成“T”字基本构型，完成天宫空间站基本构型建造，为后续空间站运营阶段的工作奠定坚实基础，意义重大。”火箭院总体设计部科普专家钱航说。

据了解，长五B还将承担中国第一个大型空间巡天望远镜发射任务，届时与空间站共轨飞行，开展更多的宇宙空间探测和前沿科学研究，未来还将与远征系列上面级形成组合，形成多星组网发射的能力，充分发挥运载能力大、单位有效载荷经济性好的优势，满足国家不同发射任务的需求。