12月27日，“胖五”攜帶一身“大國重器”，向著星辰大海，再一次出發！

歷經900多個日夜的艱苦攻關，中國航天以一出“重頭戲”，完美收官2019年宇航任務！

中國人終于徹底掌握了重型火箭的技術！

 被人們親切稱為“胖五”的長征五號，是中國運載火箭升級換代的里程碑工程，代表了中國運載火箭科技創新的最高水平，可實現近地軌道運載能力的大幅跨越，運載能力位居中國首位，并進入世界先進行列，是中國由航天大國邁向航天強國的重要標志之一。

“胖五”由十萬多個精確到微米的零部件構成。

話不多說，直接上“體測成績單”。

 中文名：長征五號系列運載火箭

別稱：大火箭、胖五、五哥、冰箭

身高：約57米（相當于20層樓）

腰圍：箭體直徑5米，外加4個直徑3.35米的助推器

運載能力：近地軌道25噸，地球同步軌道14噸，地月軌道8噸；

起飛質量：約878噸

起飛總推力：約1060噸

▲ 圖源：中國航天報記者 宿東 攝

別看“胖五”長得胖，那壯壯的身體里，裝的可都是“真材實料”！

成功發射的背后，有著哪些了不起的化工黑科技？今天我們一起來了解一下。

01 氣凝膠隔熱氈

“胖五”作為中國最大推力的運載火箭，發動機在運行過程中，燃氣管路的工作溫度高、空間狹小、結構復雜，產生的大量余熱可能導致周邊電子電器發生故障。

中國航天科工三院306所研制的高性能納米氣凝膠隔熱氈產品成功解決了這一問題。相關產品繼2016年11月隨“胖五”成功首飛后，再次應用于該火箭發動機燃氣系統、隔離氣瓶和氧渦輪，以其輕薄的身形、優異的隔熱性能有效隔絕了發動機產生的熱能，保護了燃氣管路周邊的電子電器。

▲ 鋪敷在燃氣管路外的氣凝膠材料構件

氣凝膠是一種具有納米孔結構的輕質材料，被科學界譽為“改變世界的神奇材料”。其特殊的結構為氣凝膠帶來了獨特的性能：它的密度極低，甚至比同體積的空氣更輕；它的比表面積很高，比方說，1克氣凝膠的表面展開面積可達到1000平方米。這樣特殊的結構，使得氣凝膠的熱導率為靜止空氣的一半，是目前已知熱導率最低的隔熱材料。

02 火箭箭體表面的特殊涂層

在“胖五”火箭的研制中，針對海南發射場年均溫度高，太陽輻照強，濕度大，鹽霧腐蝕等大氣環境及氣候、氣象特征，為了解決火箭箭體表面帶的黃變、涂層老化等問題，中國航天科技集團公司一院703所開展了箭體外表面防靜電不黃變防護涂層工藝改進研究，該所研制的新型防護涂層防靜電、反射率和環境防護等性能，基本達到國外阿里安系列火箭箭體外表面涂層的防護水平。

針對“胖五”火箭箭體不同部段應用環境要求，703所研制出新型的白色防靜電涂層。

該防護涂層實現了防靜電、高反射（白色）、高耐候、三防及力學等多種功能的兼容匹配；解決了現役火箭箭體外表面涂層耐候性差、易黃變的問題，并彌補了其功能單一、環境適應能力差等缺點。

03 渦輪泵密封動環涂層材料

中科院上海硅酸鹽所科研人員研制的耐磨涂層及多種材料成功應用于長征五號運載火箭用液氧/煤油高壓補燃發動機，以及由遠征二號上面級和實踐十七號衛星組成的載荷組合體。

“胖五”火箭助推器采用了中國具有自主知識產權的8臺新型120噸級液氧/煤油高壓補燃發動機。發動機中承載高速、高壓、強氧化、大熱沖擊等苛刻摩擦工況條件下的動密封尤為重要，是該發動機研制的技術關鍵之一。此前，國內尚無滿足要求的動密封配對摩擦副材料。

因此，上海硅酸鹽所科研人員針對液氧/煤油發動機渦輪端動密封的服役工況，采用耐磨涂層方案，通過涂層材料導熱性能與微結構的設計優化，突破了力學性能、抗熱沖擊性能、模擬實用工況的耐磨性能評估及制造工藝優化等關鍵技術，滿足渦輪端動密封的全部技術要求。

在“胖五”火箭采用的120噸級液氧/煤油高壓補燃發動機上，上海硅酸鹽所研制的渦輪泵密封動環涂層材料獲得成功應用。

04 無毒無污染液體燃料

火箭發動機是火箭的“心臟”，性能優良的火箭推進劑則是這“心臟”性能的關鍵。

“胖五”是冰箭，在它身體里流淌著-252℃液氫和-183℃液氧。

“胖五”也是“暖男”，身體里的液氫、液氧和煤油都是無毒、無污染的。

點火之后，它們通過“胖五”的“心房”（氫氧發動機和液氧煤油發動機），經過燃燒瞬間到達2000攝氏度以上，最后產生的都是“暖暖的”水蒸氣和二氧化碳，絕對綠色、環保、無污染！

氫氧發動機和液氧煤油發動機是火箭發動機技術發展趨勢之一，順應了國際形勢和國策要求，也符合國際運載技術的發展趨勢。

液氫液氧帶來了高性能，但它們極低的溫度也給研制人員帶來了不小的煩惱。

液氫溫度低至-253℃，什么材料能經受住如此“極凍”呢？對氫氧發動機的研制來說，尋求適合的制造材料，本身就是一個難點，而且氫易燃、易爆，液氫稀疏，高壓下極易泄漏，一不留神就起火、爆炸；再來說加工和裝配，發動機零組件眾多，在動態組件和靜態組件之間存在一定的間隙，常溫和低溫下，隨著組件材料的熱脹冷縮，這些間隙也在發生變化，給這些零組件留好“三八線”，就要靠設計師們深入了解各種材料的“脾氣秉性”了。

近兩年來，航天六院的設計師們針對超臨界問題深究不放，又在不斷的試驗和考核中，捉到了隱藏更深的“魔鬼”，研制隊伍采取有效措施，消除隱患，為確保飛行成功鏟除了心腹大患。

▲ 圖源：中國新聞網 

征途漫漫，探索不止。

為“胖五”打CALL！