大連理工科研攻關紀實：保証“胖五”輕裝飛天

11月3日，我國運載能力最大的長征五號運載火箭在海南文昌發射中心首飛成功，使我國運載火箭的規模實現了從中型向大型的跨越，運載能力達到或超過國外主流大型火箭。

在這背后，凝聚著許多科研人員的心血，大連理工大學科研人員就是他們其中的代表。 長征五號運載火箭發射圓滿成功后，西安航天發動機廠向大連理工大學發來感謝信，感謝大連理工大學創新研發的“液體火箭發動機噴管冷卻通道數字化加工技術與成套裝備”等，解決了大推力液體火箭發動機噴管加工的瓶頸難題。

解燃眉之急 補短板軟肋

長征五號運載火箭是我國目前研制成功的體型最大、運載能力最大的火箭。與現役的長征三號等其他火箭相比，長征五號運載火箭的起飛推力更大，需要上千噸，原有的發動機型號難以勝任。

為此，我國啟動了新一代大推力液體火箭發動機的研制計劃。

從上個世紀九十年代開始，受西安航天發動機廠委托，大連理工大學機械學科教授盧杰持帶領喬顯力、王永青、胡力耘、范金等科研人員，應用自有的“數控仿形”技術，研發出了相應技術和系統，解決了噴管零件單件小批量制造的燃眉之急。

2008年，大連理工大學教授賈振元，針對高性能復雜曲面零件精密加工難題，提出了多源約束面形再設計類復雜曲面零件“測量—再設計—數字加工”一體化的新思想，提出了性能驅動的面形再設計原理，突破了關鍵技術，形成了多源約束面形再設計類復雜曲面零件精密加工的新原理、新方法與新技術。

同年，賈振元、王永青開始基於獨有的面形再設計思想，提出了大型火箭噴管“激光在機測量—槽底曲面再設計—數字化銑槽”一體化的加工方法，發明了立式加工裝備，開發了基於商用開放式數控平台的專用加工控制系統。

目前，大連理工大學已為西安航天發動機廠交付了8台套的噴管銑槽加工裝備和2種類型零件加工程序自動編程系統，彌補了我國高性能液體火箭發動機研制中噴管銑槽加工這一技術“短板”。

迎挑戰瓶頸 減重量負擔

長征五號火箭運載能力比現役運載火箭提升兩倍多，跨越式提升的運載能力需求和起飛推力為5m大直徑箭體結構系統的設計造成了空前挑戰。

為保証火箭的運載能力，2009年開始，在中國科學院程耿東院士的指導下，王博、亢戰、李剛帶領一支以青年教師和學生為主的科研團隊，與中國運載火箭技術研究院的火箭工程師們一起工作，針對20多個部段和部件開展了優化減重設計工作，為火箭成功減重645公斤，單發火箭節約發射成本2000萬元。

為了破解火箭結構輕量化設計系列難題，王博牽頭建立的方法，解決了航天彈箭體結構輕量化設計瓶頸問題，已寫入我國航天行業標准﹔建立的預測方法，避免了承力結構的過度冗余，挖掘並提升了輕量化空間﹔面向復雜航天關鍵部件創新結構設計，提出的方法，解決了有限空間下大集中力擴散連接結構創新構型設計難題。迄今，這些關鍵技術都應用於長征五號運載火箭的結構研制。

長征五號大尺寸柔性整流罩分離系統是火箭飛行中一個關鍵的系統，決定著火箭能夠順利地將有效載荷送入預定軌道。李剛、郝鵬建立的方法，成功預示迄今為止我國試驗規模和難度最大的整流罩分離試驗，能夠准確預測分離過程中各項技術指標，與實測值的誤差在10%以內，對長征五號整流罩設計意義重大。

長征五號運載火箭採用無毒、無污染的液氫液氧作為推進劑，在其800噸的身體裡90%是超低溫的推進劑，是名副其實的“冰箭”。王博和任明法帶領團隊建立的技術，為火箭貯箱生產和設計提供了重要參考價值的設計依據。

大連理工大學的亢戰與航天八院合作，對長征五號運載火箭助推器斜頭錐結構進行優化，解決了技術難題，其結構優化設計方案被長征五號火箭助推器設計中採納。（記者 馬愛平 通訊員 龍海波）