12月27日，長征五號遙三火箭，承載中華民族的航天強國夢想，重新踏上太空征程。這枚舉世關注的中國大火箭，經過兩年半時間的浴火重生，迎來鳳凰涅槃之旅，王者歸來之旅。
揭秘：問天都是發動機“功勞”
大火箭離不開大推力。長征五號遙三火箭立起來有20層樓高，起飛質量約878噸，要托舉這么重的大家伙，需要大推力發動機。而承擔此次火箭起飛90%總推力的，是8臺120噸級液氧煤油發動機。它們均來自于位于西安航天基地的航天科技集團有限公司第六研究院。
有專家做了個比喻，120噸液氧煤油發動機產生的最高壓強達500個大氣壓，能把上海黃浦江的水打到海拔5000米的青藏高原那么高。
作為中國航天液體動力“國家隊”，此次發射的火箭上，共有30臺來自航天六院的四型發動機，除了那8臺液氧煤油發動機之外，還有2臺50噸級氫氧發動機、2臺9噸級膨脹循環發動機，18臺作為輔助動力的姿控發動機。作為長征五號火箭四型動力之一的輔助動力系統，用于火箭芯二級滑行段過程中推進劑沉底管理、箭體姿態控制和末速修正等功能。
從塊頭與重量來說，輔助動力系統中的18臺姿控發動機，雖然無法與作為主動力的液氧煤油發動機、氫氧發動機相提并論，但它的作用卻十分了得。
它既要為芯二級膨脹循環氫氧發動機可靠啟動提供保障，又要為火箭俯仰、偏航和滾轉提供動力，還要為衛星入軌提供合適的速度。
亮點：如何克服“冰火兩重天”
不同于目前使用化學燃料的常規火箭，“胖五”的芯一級和芯二級發動機均采用無毒、無污染的液氫液氧作為推進劑。在其800多噸的身體里，90%是-253攝氏度的液氫和-183攝氏度的液氧，這已經接近低溫的極限，因此“胖五”又被形象地稱為“冰箭”。
如果把常規火箭和“胖五”比作兩輛車，在攜帶同樣的行李行駛同樣的路程時，前者自重需要1000噸，而后者自重只要約600噸。走相同的路，做相同的事，只需要原來一半的干糧，可見“胖五”的先進性所在。而為“胖五”減負增力，液氫液氧推進劑功不可沒。
就像一把雙刃劍，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。要知道，在低溫高壓高速大熱流的嚴酷力熱環境下，氫氧發動機一方面要經受-250℃的極嚴寒環境，另一方面又要經受3300℃的極酷暑環境，可謂“冰火兩重天”。
因此，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。
此外，液體推進劑在發動機燃燒室里燃燒，產生的燃氣從發動機噴管高速噴出，其反作用力就能把火箭、衛星、飛船推向太空。速度越大，性能越大，發動機的推力就越大。但液氫本身密度很低，所以給液氫加壓也很難。通過一個叫渦輪泵的裝置，可以給液氫加壓。但其轉速必須提升到常規發動機的兩倍以上，才能保證發動機的性能。
就像高速轉動的電風扇一樣，從外表看，只能判斷它是否正常吹風，現有的檢測手段也只能看到葉片某一時間點的狀態。但透過表面現象，研制隊伍通過研制更先進的方法，發現了一種詭異振動。這種振動給發動機可靠工作帶來了巨大威脅。通過采取有效措施，他們有效消除了這種隱患，為確保飛行成功破解了難題。
張平 何怡 本報記者 石喻涵
