從2017年7月2日長五遙二失利，到2019年12月27日長五遙三任務(wù)發(fā)射成功，908個日夜，對于長五研制團(tuán)隊(duì)這支鋼鐵之師而言，究竟經(jīng)歷了什么？
在中國航天60多年的發(fā)展史上，從未有這樣一枚火箭讓人如此關(guān)注、如此揪心。
有人說，它的成功，至少關(guān)系中國航天未來20年的發(fā)展。
它就是我國目前運(yùn)載能力最大的火箭——長征五號運(yùn)載火箭。
從2017年7月2日長五遙二失利，到2019年12月27日長五遙三任務(wù)發(fā)射成功，908個日夜，對于長五研制團(tuán)隊(duì)這支鋼鐵之師而言，究竟經(jīng)歷了什么？
2018年4月16日，國家國防科工局發(fā)布消息稱，長征五號遙二火箭飛行失利故障原因基本查明，故障出自火箭的液氫液氧（YF-77）發(fā)動機(jī)，長征五號工程研制團(tuán)隊(duì)正在全面落實(shí)故障改進(jìn)措施。
發(fā)動機(jī)是火箭的心臟，渦輪泵則是發(fā)動機(jī)的心臟。它通過高速轉(zhuǎn)動給來自貯箱的液氫和液氧增壓，繼而供應(yīng)到推力室，使之混合燃燒，產(chǎn)生巨大推力托起火箭飛行。渦輪泵，正是長五遙二火箭歸零的“要害”。
渦輪泵，長征五號運(yùn)載火箭芯一級YF-77液氫液氧發(fā)動機(jī)上唯一高速旋轉(zhuǎn)的裝置。很快，在最高900開爾文溫度（626.85攝氏度）的熱環(huán)境和極其復(fù)雜的力學(xué)環(huán)境下，它會以每分鐘近2萬轉(zhuǎn)（約每秒333轉(zhuǎn)）的速度轉(zhuǎn)動。
在此之前，3臺YF-77發(fā)動機(jī)一共進(jìn)行了15次試車，均順利通過考核。這次它將在地面接受工況環(huán)境最為惡劣的一次“加試”，迎來500秒的長程試車。發(fā)動機(jī)研制方——北京11所的研制人員也在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。晝夜不分甚至讓人精神面貌出現(xiàn)“反常”征兆的加班狀態(tài)，已經(jīng)持續(xù)了一年多，大家希望這500秒是黎明前最后的黑暗。
試車開始沒多久，氧渦輪泵的局部結(jié)構(gòu)斷裂，“心臟”停止跳動。這是中國現(xiàn)役最大運(yùn)載火箭長征五號發(fā)射失利后，出現(xiàn)的首次發(fā)動機(jī)地面試車失敗。此時是2018年11月末，北京冬天已至。
長征五號火箭副總設(shè)計(jì)師王維彬曾把YF-77發(fā)動機(jī)的歸零工作視為“在黑暗中探索”。誰也沒想到，黑夜會如此漫長。
▲YF-77氫氧發(fā)動機(jī)在進(jìn)行試車。
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“心像被撞了一下”
2017年7月2日，黑夜以一種急速下墜的方式到來。
那天晚上，長征五號火箭副總師王維彬的心情就像坐過山車，車最后栽倒在谷底。巨大的長征五號在塔架上靜靜矗立，媒體架起了攝像機(jī)，老百姓等候在電視機(jī)前。發(fā)動機(jī)點(diǎn)火，正常。點(diǎn)火170秒后，4個裝有液氧煤油發(fā)動機(jī)的助推器完成使命，成功分離；346秒時，發(fā)動機(jī)提前熄火，問題出在一臺芯一級上的YF-77發(fā)動機(jī)。王維彬感覺渾身麻木，“心像被撞了一下”。
正在北京家中的主推進(jìn)發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)部主任鄭大勇接到所里的電話，聽到的第一句話就是“發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速沒有了”。
鄭大勇趕到單位。位于北京東高地的測控大廳里集結(jié)了一群人。他們?nèi)勘浑娫?ldquo;召回”，圍到一處，盯著屏幕看一級發(fā)動機(jī)傳回的數(shù)據(jù)，現(xiàn)場鴉雀無聲。
多年來的經(jīng)驗(yàn)與初步分析的結(jié)果基本吻合：火箭芯一級發(fā)動機(jī)問題比較大。但屏幕上的數(shù)據(jù)只能描繪出問題的大致輪廓，還不足以精準(zhǔn)地找到病根。
發(fā)動機(jī)出現(xiàn)故障之后，長征五號火箭已經(jīng)偏離了軌道，墜入太平洋。沒有殘骸，就看不到病癥，也就無法用藥。與此同時，輿論很快通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)酵。甚至有網(wǎng)友評論：中國航天進(jìn)入至暗時刻。
當(dāng)時在北京家中收看發(fā)射直播的吳平，和身處海南文昌發(fā)射場的王維彬，至今回憶起那一晚都還會有些恍惚。吳平與王維彬結(jié)婚32年，也一起在北京11所工作了30多年，她了解王維彬，發(fā)射失利后并沒有立即聯(lián)系他。“我唯一能做的，就是等。”吳平說。
“失聯(lián)”幾天后，她等到王維彬發(fā)來的第一條信息——“馬上登機(jī)”。幾個小時后，王維彬落地北京再度“失聯(lián)”，直至半夜才推開家門。
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“要做到故障復(fù)現(xiàn)，太難了”
從那天起，吳平在近兩年的時間里都處于“等待”中。王維彬早上一出門，經(jīng)常后半夜才回家。晚上12點(diǎn)如果人還沒回來，吳平就先睡了。盡管兩人同在所里上班，卻形同路人。
和王維彬一同進(jìn)入“歸零”作息時間的，有一大批YF-77液氫液氧發(fā)動機(jī)研制人員，還有火箭抓總研制單位航天科技集團(tuán)一院的研制人員、火箭發(fā)動機(jī)抓總研制單位航天科技集團(tuán)六院的研制人員，以及我國知名院士專家……
長征五號遙二飛行失利，牽一發(fā)動全身，整個航天科技集團(tuán)乃至國家有關(guān)方面都開始痛定思痛，在全面反思中前行，在質(zhì)量整改中蓄勢，準(zhǔn)備下一次起飛。
在六院，這是一場全員之戰(zhàn)。“必須集全院之力，凝聚共識，攻堅(jiān)克難，排出故障，讓氫氧發(fā)動機(jī)滿血復(fù)活！”院長劉志讓向全院型號戰(zhàn)線發(fā)出院長責(zé)任令。
對于當(dāng)事人來說，這次難度極大的歸零是在“先天不足”中開始的。火箭殘骸沉入萬丈深海，研制人員掌握的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
“想了很多辦法，盡可能地收集數(shù)據(jù)，也沒能精確定位故障，要做到故障復(fù)現(xiàn)，太難了。”年輕的渦輪泵設(shè)計(jì)師黃克松回憶。從各級領(lǐng)導(dǎo)到各行專家，陸續(xù)登門北京11所，大家也只是把故障粗略鎖定在氧渦輪泵上。
液氫液氧發(fā)動機(jī)的渦輪泵，一頭是極低溫的泵，另一頭是高溫的渦輪，這讓渦輪泵在發(fā)動機(jī)工作時的受力情況顯得尤為復(fù)雜。它在高速轉(zhuǎn)動中，負(fù)責(zé)動力傳輸，將熱能、動能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。研制人員一開始是從工藝層面對渦輪泵進(jìn)行“加固”，黃克松解釋：“主要是一些局部改進(jìn)。”
歸零進(jìn)展緩慢，很多人的關(guān)切詢問不時傳來，研制人員經(jīng)常只能報(bào)以沉默。家里的耄耋老人曾有一個多月沒見到王維彬。好不容易，王維彬有空回來吃飯，老人驚訝道，“你現(xiàn)在怎么身體跟我一樣差了？”
