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(fā)！

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

中國人終于徹底掌握了重型火箭的技術(shù)！

 被人們親切稱為“胖五”的長征五號(hào)，是中國運(yùn)載火箭升級(jí)換代的里程碑工程，代表了中國運(yùn)載火箭科技創(chuàng)新的最高水平，可實(shí)現(xiàn)近地軌道運(yùn)載能力的大幅跨越，運(yùn)載能力位居中國首位，并進(jìn)入世界先進(jìn)行列，是中國由航天大國邁向航天強(qiáng)國的重要標(biāo)志之一。

“胖五”由十萬多個(gè)精確到微米的零部件構(gòu)成。

話不多說，直接上“體測(cè)成績(jī)單”。

 中文名：長征五號(hào)系列運(yùn)載火箭

別稱：大火箭、胖五、五哥、冰箭

身高：約57米（相當(dāng)于20層樓）

腰圍：箭體直徑5米，外加4個(gè)直徑3.35米的助推器

運(yùn)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(zhì)量：約878噸

起飛總推力：約1060噸

▲ 圖源：中國航天報(bào)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(shí)料”！

成功發(fā)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(yùn)載火箭，發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中，燃?xì)夤苈返墓ぷ鳒囟雀摺⒖臻g狹小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，產(chǎn)生的大量余熱可能導(dǎo)致周邊電子電器發(fā)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(chǎn)品成功解決了這一問題。相關(guān)產(chǎn)品繼2016年11月隨“胖五”成功首飛后，再次應(yīng)用于該火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)庀到y(tǒng)、隔離氣瓶和氧渦輪，以其輕薄的身形、優(yōu)異的隔熱性能有效隔絕了發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱能，保護(hù)了燃?xì)夤苈分苓叺碾娮与娖鳌?/span>

▲ 鋪敷在燃?xì)夤苈吠獾臍饽z材料構(gòu)件

氣凝膠是一種具有納米孔結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)材料，被科學(xué)界譽(yù)為“改變世界的神奇材料”。其特殊的結(jié)構(gòu)為氣凝膠帶來了獨(dú)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(dá)到1000平方米。這樣特殊的結(jié)構(gòu)，使得氣凝膠的熱導(dǎo)率為靜止空氣的一半，是目前已知熱導(dǎo)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(duì)海南發(fā)射場(chǎng)年均溫度高，太陽輻照強(qiáng)，濕度大，鹽霧腐蝕等大氣環(huán)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(tuán)公司一院703所開展了箭體外表面防靜電不黃變防護(hù)涂層工藝改進(jìn)研究，該所研制的新型防護(hù)涂層防靜電、反射率和環(huán)境防護(hù)等性能，基本達(dá)到國外阿里安系列火箭箭體外表面涂層的防護(hù)水平。

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

該防護(hù)涂層實(shí)現(xiàn)了防靜電、高反射（白色）、高耐候、三防及力學(xué)等多種功能的兼容匹配；解決了現(xiàn)役火箭箭體外表面涂層耐候性差、易黃變的問題，并彌補(bǔ)了其功能單一、環(huán)境適應(yīng)能力差等缺點(diǎn)。

03 渦輪泵密封動(dòng)環(huán)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(yīng)用于長征五號(hào)運(yùn)載火箭用液氧/煤油高壓補(bǔ)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，以及由遠(yuǎn)征二號(hào)上面級(jí)和實(shí)踐十七號(hào)衛(wèi)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(shí)產(chǎn)權(quán)的8臺(tái)新型120噸級(jí)液氧/煤油高壓補(bǔ)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)中承載高速、高壓、強(qiáng)氧化、大熱沖擊等苛刻摩擦工況條件下的動(dòng)密封尤為重要，是該發(fā)動(dòng)機(jī)研制的技術(shù)關(guān)鍵之一。此前，國內(nèi)尚無滿足要求的動(dòng)密封配對(duì)摩擦副材料。

因此，上海硅酸鹽所科研人員針對(duì)液氧/煤油發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪端動(dòng)密封的服役工況，采用耐磨涂層方案，通過涂層材料導(dǎo)熱性能與微結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，突破了力學(xué)性能、抗熱沖擊性能、模擬實(shí)用工況的耐磨性能評(píng)估及制造工藝優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)，滿足渦輪端動(dòng)密封的全部技術(shù)要求。

在“胖五”火箭采用的120噸級(jí)液氧/煤油高壓補(bǔ)燃發(fā)動(dòng)機(jī)上，上海硅酸鹽所研制的渦輪泵密封動(dòng)環(huán)涂層材料獲得成功應(yīng)用。

04 無毒無污染液體燃料

火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是火箭的“心臟”，性能優(yōu)良的火箭推進(jìn)劑則是這“心臟”性能的關(guān)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(diǎn)火之后，它們通過“胖五”的“心房”（氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)和液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)），經(jīng)過燃燒瞬間到達(dá)2000攝氏度以上，最后產(chǎn)生的都是“暖暖的”水蒸氣和二氧化碳，絕對(duì)綠色、環(huán)保、無污染！

氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)和液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)之一，順應(yīng)了國際形勢(shì)和國策要求，也符合國際運(yùn)載技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

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(jīng)受住如此“極凍”呢？對(duì)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)的研制來說，尋求適合的制造材料，本身就是一個(gè)難點(diǎn)，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(fā)動(dòng)機(jī)零組件眾多，在動(dòng)態(tài)組件和靜態(tài)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(fā)生變化，給這些零組件留好“三八線”，就要靠設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)師們針對(duì)超臨界問題深究不放，又在不斷的試驗(yàn)和考核中，捉到了隱藏更深的“魔鬼”，研制隊(duì)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(wǎng) 

征途漫漫，探索不止。

為“胖五”打CALL！