11月24日，我國目前推力最大的長征五號遙五運載火箭，成功將嫦娥五號月球探測器送入地月轉(zhuǎn)移軌道，開啟了中國探月工程首次地月往返之旅。

漫漫征程中，中國航天科技集團(tuán)六院研制的107臺大小發(fā)動機(jī)將持續(xù)接力，助推嫦娥五號探月、返鄉(xiāng)。

30臺發(fā)動機(jī)助推長征五號飛天

中國探月工程，此前實施過5次發(fā)射，均由長征三號甲系列運載火箭完成。而發(fā)射嫦娥五號的重任，首次落在了長征五號運載火箭身上。

記者從六院了解到，長征五號遙五運載火箭配套了30臺火箭發(fā)動機(jī)。其中，8臺120噸級液氧煤油發(fā)動機(jī)、2臺50噸級氫氧發(fā)動機(jī)及2臺9噸級氫氧發(fā)動機(jī)，全部是我國新一代綠色環(huán)保發(fā)動機(jī)。正是它們，實現(xiàn)了長征五號遙一火箭豪邁首飛、長征五號遙三火箭王者歸來、長征五號遙四火箭成功發(fā)射我國首個火星探測器“天問一號”。

這三型發(fā)動機(jī)，均為六院研制團(tuán)隊歷時近20年為我國新一代運載火箭研制的主動力裝置。它們使長征五號火箭具備了名列前茅的運載能力。

在長征五號遙五運載火箭上，還有六院精心打造的輔助動力系統(tǒng)，它由18臺性能不一的姿控發(fā)動機(jī)，以及配套的氣瓶、閥門、管路和貯箱組成，是我國唯一涵蓋增壓氣體裝置、輸送系統(tǒng)、推進(jìn)劑貯存裝置和推力室的獨立、完整動力系統(tǒng)。該系統(tǒng)安裝在火箭二級氧箱尾部，負(fù)責(zé)火箭二級發(fā)動機(jī)滑行階段的推進(jìn)劑沉底管理、姿態(tài)控制和星箭分離前的末速修正。

正是這30臺發(fā)動機(jī)，支撐長征五號遙五運載火箭護(hù)送嫦娥五號探測器進(jìn)入預(yù)定軌道，開啟探月征程。

推進(jìn)器研制實現(xiàn)“不可能”的任務(wù)

與我國以往探月任務(wù)不同，嫦娥五號既要落月探測，又要采樣返回，任務(wù)更為復(fù)雜艱巨。六院研制的一系列空間姿控軌發(fā)動機(jī)，將在任務(wù)中派上大用場。

嫦娥五號探測器由著陸器、上升器、軌道器、返回器4部分組成。六院為著陸器、軌道器和上升器研制了三套推進(jìn)系統(tǒng)，這是目前我國空間飛行器上最復(fù)雜的推進(jìn)系統(tǒng)。

據(jù)六院專家介紹，這三套推進(jìn)系統(tǒng)由77臺大小不同、性能各異的軌姿控發(fā)動機(jī)組成。系統(tǒng)性能指標(biāo)高、質(zhì)量輕、推進(jìn)劑使用效率高，既能經(jīng)歷嚴(yán)酷的溫度環(huán)境，又能適應(yīng)寬范圍使用溫度。由于系統(tǒng)復(fù)雜，對其可靠性也有著更高要求。

為了實現(xiàn)探月三期工程“回”的目標(biāo)，探測器推進(jìn)系統(tǒng)面臨極為嚴(yán)苛的減重要求。六院團(tuán)隊在充分評估風(fēng)險后，作出了著陸器用4臺表面張力貯箱替代4臺金屬膜片貯箱方案的更改，并反復(fù)驗證，完成了研制攻關(guān)，最終實現(xiàn)減重約26千克。

為了確保嫦娥五號能在月球平穩(wěn)著陸，并從月球返回，六院為探測器量身定做了兩款3臺新型發(fā)動機(jī)。其中，軌道器上的1臺3000牛發(fā)動機(jī)，將為地月轉(zhuǎn)移、月地轉(zhuǎn)移中途修正、近月制動、離月加速提供推力;上升器上的1臺3000牛發(fā)動機(jī)，相當(dāng)于1枚微縮版運載火箭，將為月面起飛提供推力;探測器月面軟著陸任務(wù)，將由1臺7500牛變推力發(fā)動機(jī)完成。

記者了解到，相比其它型號發(fā)動機(jī)組件，7500牛變推力發(fā)動機(jī)的流量調(diào)節(jié)器上，零件加工精度要求極高，公差達(dá)微米級，相當(dāng)于1根頭發(fā)的80分之一。僅1根流量調(diào)節(jié)錐上，就有8處公差為微米級的加工難點。這在行業(yè)內(nèi)通常被認(rèn)為是絕不可能完成的，航天工匠們卻將這種不可能的任務(wù)完美實現(xiàn)。

(記者 付毅飛)