昂首阔步向天行——长征三号丙火箭研制历程纪实

□ 长征

长三丙火箭在厂房中

金秋十月，秋高气爽，长征三号丙火箭（以下简称长三丙）静静地伫立在金色的阳光下，等待着振翅高飞，奔向月球的那一刻。与其它运载火箭相比，长三丙火箭还是长征家族中的新成员，她虽然没有身经百战的经历，但身出名门，继承成熟技术，具有技术性能先进、高可靠性、运载能力适中、适应能力强等特点，也因此使她成为了执行嫦娥二号发射任务的首选火箭。

风雨多经志弥坚

长三丙火箭，是长三甲系列火箭中的一员，属于大型低温液体运载火箭。早在长三甲火箭研制之初，具有远见卓识的领导和设计师们，已开始着眼火箭未来发射市场的需求，树立了打造“家族”系列火箭的理念。随着长三甲火箭研制的顺利进展，从1994年至1996年，长三乙和长三丙火箭开始进入孕育阶段，1995年3月至5月，两枚火箭在西昌卫星发射中心完成发射合练。双管齐下的研制方案和速度，形成了并蒂莲花开的良好研制态势。就是在这样一片形势大好的情形下，还在研制深闺中的长三丙火箭被中国长城工业总公司推向了国际市场，承担鑫诺一号卫星和马步海卫星等商业发射任务。然而伴随1996年长三乙火箭首飞失利，中国航天事业陷入低谷。为了尽快恢复长三乙火箭发射，当时的航天工业总公司决定集中资源，集中科研人员的主要精力全部投入到长三乙火箭的研制上，正在进行中的长三丙火箭研制工作便被暂时搁浅。这一放，竟达两年之久。

工作人员正在对火箭进行紧张测试

为火箭装上腾飞的翅膀

漫长的岁月，日日夜夜的等待没有淹没设计师心中的希望之火。1998年，重启长三丙火箭研制后，设计人员投入了更大的热情和更多的心血，争分夺秒，精益求精。在研制过程中，型号队伍严格按照质量管理要求，从设计文件、元器件、原材料、工艺等决定质量的源头抓起，开展全程、全面、全员质量控制工作，避免反复和人为差错。2001年8月23日，集团公司专家组评审完毕，认为该型火箭具备投入使用条件，可以转入应用发射阶段。

安装大喷管

卓而不凡写新篇

长三丙火箭在继承了长三甲火箭和长三乙火箭的成熟技术和成熟产品基础上进行了大胆的创新，她是我国首枚非轴对称构型运载火箭。为了满足不同发射市场的需求，长三丙火箭在研制之初，其发射能力即定位为介于长三甲和长三乙火箭之间，为了实现这一目标，设计者们采取了在长三丙火箭芯一级Ⅱ、Ⅵ象限上捆绑两个助推器的设计。在此之前，我国的火箭不是没有助推器，就是有带对称的4个助推器，长三丙火箭采用两个助推器，在我国还是首创。

伴随这一革新，总体设计人员面临的是一系列技术上的变化和前所未有的挑战，总体原始参数要变、气动特性要重新确认，发射弹道、姿控总体、载荷设计、环境条件等一系列的因素都要重新衡量与考核。作为我国第一枚结构外形非全对称的大型运载火箭，该型火箭面临最大的考验是飞行过程中的平衡问题。为了解决这一难题，设计师们根据多年研制经验，反复分析研究，多次探讨和试验，对一级尾段进行了重新设计，实现了捆绑两枚助推器并安装两枚尾翼的要求，从而增大了火箭的安全余量。与此同时，在设计师们刻苦攻关，呕心沥血，不懈努力下，由火箭构型变化带来的一系列问题也逐渐迎刃而解，并在非轴对称运载火箭研制方面取得了8项技术突破。

长征三号丙火箭示意图

2008年4月25日，载着研制人员的殷殷期盼和祝福，长三丙火箭昂首飞向浩瀚太空，初战告捷。作为长三甲系列火箭中的重要一员，长三丙火箭的研制成功标志着长三甲系列火箭终于形成了一个完整的系列，构成了我国高轨道运载能力最大、适应性最强的火箭群体。长三丙火箭的研制成功也使我国高轨道运载能力的分布梯度更加合理，提高了长征系列运载火箭在国际卫星发射服务市场的竞争力，为我国航天事业的进一步发展创造了更好的条件。同时，长三丙火箭的研制成功也为我国非轴对称构型运载火箭的发展奠定了技术基础，摸索出了一套行之有效的设计方法，开辟了一条新的发展之路。

10月1日，长三丙火箭载着嫦娥二号卫星飞向了浩渺的宇宙，成为了继长三甲火箭之后又一个飞向月球的新星，开启了中国的又一次探月之旅。

连接供气管路

科研人员正在讨论设计图

技术人员在进行检查

长三丙火箭的活门进行模拟靶场测试（易涵摄）

长三丙火箭平台测试

伺服机构测试

长三丙火箭试验队完成分析

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火箭控制系统两女将

繁星点点缀天河，汗水滴滴淌无声”是对长三丙火箭控制系统两位型号带头人的真实写照，汪玲（长三甲系列火箭控制系统副总师）和王琪（长三丙火箭控制系统指挥）是型号队伍里两名令人敬佩的巾帼女卫士。

为了适应“嫦娥二期”高精度的需要，长三丙火箭控制系统方案决定采用双激光惯组冗余+卫星复合制导状态。由于控制系统方案的改变，原先长三甲火箭半实物仿真试验系统已不能满足新方案的要求。因此，控制系统将建立全新的半实物仿真系统。这既要满足常规姿控系统半实物仿真，满足制导半实物仿真，满足姿控、制导联合半实物仿真，又必须满足卫星复合制导状态下的半实物仿真。设计生产周期仅6个月，时间很紧，同时设计人员大多承担着多项型号研制或多发设计任务，任务很重。在这种不利环境下，试验队的每位成员在两位女将的带领下，拧成一股劲儿，克服种种内外的不利因素，按期保质保量的完成全新半实物仿真系统的单机设备设计、生产、调试、试验任务。

当嫦娥二号奔向月球的那一刻，那些助飞“嫦娥”奔月的控制系统人缓缓舒了一口气，但来不及庆贺，他们就已投向了新的任务当中。

给发动机做“胃镜”检查

长三丙火箭的三级发动机，使用的是环保无污染的氢氧发动机，由我国最大的火箭总装厂生产总装。

对于这台氢氧发动机的生产，火箭总装厂的发动机装配组长郝凤宝写了一本工作日记，记录了从发动机开始装配以来，每一天的进度和检查结果。这既是保证产品进度、质量的需要，也是多年来“严慎细实”的航天精神使他养成的习惯。

今年春季的一天，郝凤宝和他的组员们接到设计人员要求，为进一步确保发动机质量，要更换发动机上的燃气发生器。而更换燃气发生器的过程中，一些用于固定零件的厌氧胶沫将不可避免地掉落到产品内腔中，成为“多余物”。“在发动机中，最怕出现不该出现的东西，这些东西可能非常微小，甚至用肉眼无法看到，但如果将其‘放行’，就很可能成为‘多余物’，堵住发动机的关键部位，造成发射失利。”郝凤宝师傅深有感触地说。为了防止“多余物”，他与同事们一起讨论想办法，用半湿状态的脱脂棉裹上绸布，将分解口堵住，操作完以后，再用吸尘器将厌氧胶沫吸走。为了做到“万无一失”，员工们还给发动机各个内腔做了全面的“胃镜”检查，用一根带有摄像头的光纤，伸入产品各个细微之处，将所到之处的景象如实反映到旁边的一个仪器屏幕上。就是用这种极其严谨的精神，火箭总装厂的员工们进一步确保了发动机的高可靠品质。

望闻问切 防患于未然

4月24日，发射嫦娥二号的长三丙火箭第一次进行出厂控制分系统测试。这看似平常的一天，对于箭上的每一位测试人员来说，却不同寻常。

这是火箭第一次通电测试，刚刚加电，测试员刘延文就听到一个速率陀螺发出“擦擦”的异常摩擦声。这种陀螺与一个普通杯子大小差不多。虽然个头不大，但它任何一个微小变化，都会引起火箭飞行的角度变化。然而，在测试大厅的仪器上，各种数值却没有显示异常。刘延文并没有盲目相信仪器的显示数值，而是对这个陀螺进行了排查，并及时与设计人员联系，确定了故障。与厂家联系后，这个速率陀螺返回厂家进行分解，经技术处理，发现是一个小到肉眼都无法看到的多余物，造成了速率陀螺在通电时发出异常摩擦声。

火箭总装厂的员工们就是用这样严谨负责的工作态度，不带有一丝侥幸心理，为火箭的发射成功加码。

为了那完美的太空轨迹

在嫦娥二号任务中，火箭技术研究院18所承担长三丙火箭配套一、二、三级伺服机构的设计和生产任务。伺服机构好比火箭的“方向盘”，是火箭飞行方向和轨迹的执行机构，在整个火箭系统中发挥着至关重要的作用。

长三丙火箭的全部伺服机构产品约有15000个零件。研制过程中，18所利用先进技术，重点对外密封技术进行了系列技术改进。一级和三级伺服机构使用的高速变量柱塞泵转速高达每分钟9000转和15000转，转轴动密封处对外排油量的稳定性就很难被控制，因此研制队伍大胆将密封副动环材料由浸铝石墨改为浸银锑合金石墨，不仅大幅降低了动密封排油量，而且也使之长期保持稳定。

此外，该团队还解决了三级伺服机构采用钛合金球形胶囊蓄能器和油箱外密封设计对外微渗的问题，并且对数百处O型密封圈密封结构设计进行了全面的复查和更改，显著降低了渗漏油隐患。最后，全部改进措施通过了充分的地面试验验证和先期飞行试验验证，为伺服机构产品完美地执行嫦娥二号靶场测试和飞行任务奠定了坚实的技术基础。