2022-07-29 14:00来源： 网络阅读量：12487
“胖五”发动机研制:突破“卡脖子”不怕失败
航天集团六院西发公司型号系列总工程师张和平:这是长征五号用的发动机，用了8台120吨的液氧煤油发动机。上面有很多新材料，典型的就是燃烧部分用了高温合金。
高温合金被称为“先进发动机的基石”。火箭点火后，最高温度达到3000℃。在这样的高温高压富氧环境下，普通材料瞬间就会被烧成一堆废渣。实施综合冷却措施后，高温合金仍能保持稳定。2000年，国家正式立项，液氧煤油发动机进入项目研制。首先要解决的是发展高温合金。主管技术的单位有几十年的材料研究和应用经验，信心满满。然而他们研发的叶盘刚上试验台几秒钟，所有人都傻眼了。
中国钢研科技集团加奥纳公司科技委副主任赵光普:最早试运行的时候，因为我们不知道工艺参数，不知道怎么办，所以试的时候，只要工艺参数稍微有一点错误，两三秒钟材料就没了，就像一个漂亮的姑娘一样。
中钢研科技集团特钢研究所副所长苏杰:我们遇到了同样的原料，同样的炉。前后熔炼了两炉。一炉合格，另一炉不合格，可见其工艺窗口真的很窄。
突如其来的失败让大家高涨的热情瞬间降到冰点。外国专家甚至说，即使中国人能设计出液氧煤油发动机，也不可能制造出来。外国专家的话不无道理。总设计师葛立虎和他的同事们估计，该发动机需要30多种新材料。
没有基础，下定决心从头开始。葛力虎，一辈子和火箭发动机打交道，是个有心人。这个笔记本有一些旧笔记本，记录了葛力虎30多年火箭发动机研制过程中遇到的所有问题。这120台笔记本也成为了解决问题的一把钥匙。
时任航天科技集团六院十一所液氧煤油发动机总设计师葛力虎:这个事情是怎么讨论的？谁说的？最后是怎么解决的？工厂有什么问题，不要找设计师去工厂处理。你说一个意见，我说是，但你说不是。这样的情况叫矛盾，你知道吗？
在葛力虎的感染下，课题组重燃斗志，走出了一条新的攻关之路。高温合金是以铁、镍、钴为基础，加入大量其他合金熔炼而成。研究小组专门制作了一个燃烧装置。通过不断调整配方的化学成分，它在两年内做了数百次测试。从最初的小炉研制到逐渐扩大的试制，最终研制出一种耐高温高压的高温合金。
在没有从国外进口一克原料的情况下，我国研制的高温合金性能水平已经超过国外同类合金。现在，这种合金已经应用于航空发动机、液氧煤油发动机、液氢液氧发动机等国家重大项目。通过液氧煤油发动机研制，创新了高强度不锈钢等50多种新材料，填补了我国在这些材料研究方面的空白。
揭秘“胖五”发动机研制:每一步都异常艰难
对于发动机来说，克服物质上的困难只是万里长征的第一步。下一步极其困难。这是一张发动机试车的图片。新开发的发动机在试验台上一点火就爆炸了。液氧煤油发动机研制初期，包括这样的爆炸，连续发生了4次故障。
2001年是液氧煤油发动机研究团队最困难的一年。今年全机测试四次无一成功，其中连续两次爆炸，这在中国航天史上是绝无仅有的。
时任航天科技集团六院十一台液氧煤油发动机总设计师葛力虎:几秒钟就全炸了。爆炸后，连一具中间部分的“尸体”都找不到了。我不知道它去了哪里。没有，烧坏了，所以给我们实验的分析带来了很大的困难。因为你找到“尸体”后，看看是哪些擦痕(痕迹)，你碰了哪里，撞了哪里，这些都是可以分析出来的。连“尸体”都找不到。你在分析什么？
一次又一次的失败，无异于对开发团队的又一次沉重打击。一次试车的费用就有几千万元，更重要的是，如果试车不成功，新一代运载火箭的研制就无从谈起。面对心灰意冷的团队，压力最大的总设计师葛力虎给大家鼓劲。
时任航天科技集团六院十一所液氧煤油发动机总设计师葛力虎:失败必然失败，百分之百失败，不失败，不可能有新型号。
问题已经暴露出来了，但要找到解决问题的钥匙并不容易。面对上百个零件，如何才能让发动机顺利启动？研究小组聚集起来，从爆炸碎片中分析失败的原因。一个阀门问题连续测试了100多次。白天，他们分析数据，晚上组装产品。最长的一次，300人在厂里住了三个月。经过近一年的摸索，终于看到了希望的曙光。
航天科技集团六院液氧煤油发动机副总设计师陈建华:2002年发动机的一次试车，试车时间只有5秒，很快就过去了。当时我在现场。那么这次试车的成功标志着我国掌握了液氧煤油发动机的起动技术，对此我们记忆犹新。
2006年，液氧煤油发动机600秒试车成功。2016年，长征五号液氧煤油发动机首飞成功。接下来，它还在中国首次火星探测任务、嫦娥五号发射、空间站和核心舱中发挥了重要作用，动力系统的表现每一次都很完美。
航天科技集团六院副院长马双民:通过发动机的研制，我们也完全掌握了高压液氧煤油发动机的成套技术，研制出了我们具有完全自主知识产权的大型火箭发动机，支撑了我们运载火箭动力的升级。
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