11月3日，我国研制的起飞规模最大、技术跨度最大、运载能力最大的新一代大型运载火箭——“长征五号”在海南文昌成功首飞。航天科技四院提供了此次发射中的正推火箭和消氢点火装置这“两样法宝”。正推火箭提升了芯二级推进剂的管理能力，确保了芯一级与芯二级发动机的成功分离；消氢点火装置消除了火箭发射前排放的大量低温氢气，安全护航火箭成功发射。

长征五号是为满足我国未来航天发展需要而研制的一种大型运载火箭，火箭采用两级半构型，火箭芯级直径达5米，捆绑4个直径为3.35米的助推器，起飞推力超过1000吨，运载能力比现役火箭的运载能力提高2.5倍以上，运载能力达到国际先进水平。未来，我国的载人航天空间站发射、探月工程三期月球采样返回、以及我国首次火星探测等重大航天发射任务，都将使用长征五号大型运载火箭。

正推火箭：助推芯级高效发力

第一样“法宝”是“正推火箭”，它是为火箭在飞行过程中顺利实现芯一级和芯二级之间的可靠分离而研制的动力装置，更重要的是它还极大提升了芯二级液体推进剂的管理能力，让大火箭高效发力。

在火箭飞行过程中，当火箭芯一级工作结束后，在接到分离指令时，正推火箭开始点火工作，发动机工作产生推力，实现芯一级与运载火箭的分离，确保火箭按照预定程序完成任务。

同时，这枚“火箭中的火箭”还用于级间分离过程中芯二级推进剂管理，主要是在火箭芯二级尚未点火之前，通过4个正推火箭提前工作，产生瞬时的强大推力，对芯二级产生正向加速度，以使得液体推进剂向贮箱底部运动且燃烧更充分、更可靠，火箭的推动力更强劲。

四院为长征五号火箭首飞提供的正推火箭兼具固体发动机和火工品的双重特性，其工作时间长，可靠性要求高、环境条极其苛刻。

长征五号正推火箭是同类产品中装药量最大的产品，从设计源头上解决了产品安全性问题；由于本次发射场地选在海南，发动机经受住了当地高温、高湿环境条件对其性能的更高要求，此外，发动机在工作过程中经受住了高冲击、多频次振动等严苛的力学环境要求；发动机的推进剂还首次选用低铝粉推进剂，比同类发动机更绿色环保。

针对火箭总体对快速研制长时间工作高可靠分离火箭的需求，四院41所于2012年底开始研制工作，仅用四年时间完成了正推火箭从方案、初样到试样第一批的研制工作。产品研制完全按照型号产品质量管理体系进行研制，试验验证按照火工品的验证体系，进行了大小共计11项系列化的力学环境、温度环境、电磁环境及极限点火、真空发火、冲击试车等可靠性增长试验，首飞前完成了46次地面发火试验，创造了四院固体发动机首飞前的试验记录。

自火箭研制以来，四院始终以“产品可靠为原则，以总体需求为节点”，组建了骨干队伍，确保设计、调度、生产和质量各个环节的高效融合。设计师队伍高度负责，充分论证，从设计源头确保产品可靠；调度系统精心策划，确保生产单位按进度交付产品；生产部门认真负责，确保产品性能满足要求；质量部门严格把关，确保产品质量可靠。正是在研制队伍的刻苦攻关和大力协同下，才能在短时间内研制出质量可靠满足总体需求的产品。

消氢装置：点燃发射“第一把火”

第二样“法宝”是“排氢燃烧系统点火装置”，它点燃了火箭发射时的“第一把火”，彻底消除了火箭发射前排放的大量低温氢气，安全护航火箭成功发射。这也是四院排氢燃烧新技术在火箭发射中首次使用。

长征五号运载火箭的芯级采用的是环保的液态氢氧推进剂发动机，在点火前会向发射平台周围环境排放低温氢气。这些氢气与空气混合形成的可燃气团在浓度达到一定范围时，一旦遇到静电或明火就会产生爆炸或爆轰，不仅损坏发射场的设备和设施，甚至会导致星箭俱毁的严重后果。而为此研制一套专门用来消除氢气影响的点火装置就十分关键。

四院42所凭借多年来宇航产品研制的经验，承担了长征五号排氢燃烧系统点火装置的研制任务。该产品能在火箭氢氧发动机工作前2-3秒内点燃火箭发射的“第一把火”，利用燃烧产生的高温、高速燃气金属粒子流，将火箭发射前排出的大量低温氢气在其未达到可爆炸最低浓度前先行点燃并消除，以保证运载火箭发射的安全性。

排氢燃烧系统点火装置具有高安全性、高可靠性的特点，采用了安全性更好的药剂，应用了先进的控制技术确保“准确、准时”点燃氢气。同时，该装置实施双重保护设计，不仅能承受运载火箭点火时产生的高热流冲击，为装置的正常运行提供更加稳定的工作环境，而且具有防爆功能，能避免点火装置工作时万一发生爆炸可能发生的安全事故。

由于排氢燃烧系统点火装置在火箭发射上是首次使用，国内无现成技术经验可借鉴，为此，研制人员自主研发了新型推进剂配方，采用了新的特殊材料，经过了数百次试验，相继攻克了推进剂配方、装置总体设计、金属粒子温度测试、缩短明火时间、减少烟雾等多项技术难关，交付出了性能满足要求的产品。

排氢燃烧系统点火装置既要有效排除氢气保护火箭顺利起飞，又要保护自身安全运作不发生事故。为了实现安全性和可靠性,研制人员做了大量的试验。为了确保彻底消除氢气，他们以固体推进剂配方为基础，通过反复调整不同的组分配比，研制出了新型推进剂配方，确保了燃烧喷射的金属粒子温度；为了确保点火装置可靠工作，他们不断改进设计，有效提高了喷射粒子流的抗风性能；为了确保点火时间的精确控制，他们通过不断优化结构设计成功将发射装置稳定建压时间缩短了70%以上；为了确保装置在消除氢气后能及时“灭火”，他们又精心选用了特殊的材料，成功将明火时间缩短到有效范围。（荣元昭唐敏 张弦）