一位在現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)控隊(duì)員告訴記者,他們的心,就像大屏幕上的飛行曲線一樣,“一直往下掉”,很多人都默默流下了眼淚。
當(dāng)晚,新華社發(fā)布了任務(wù)失利的快訊。
“這個(gè)結(jié)果,是誰(shuí)都不愿意見到的。”龍樂豪說,他很快就告訴自己,科學(xué)試驗(yàn)失敗在所難免,當(dāng)下要做的是如何盡快找出故障原因,采取措施,爭(zhēng)取盡早復(fù)飛,用實(shí)際行動(dòng)再次證明我們的火箭是可信任的。
那一晚,龍樂豪從測(cè)發(fā)大廳離開時(shí),并沒有和現(xiàn)場(chǎng)的航天后輩有過多的交流。但他相信,這些年輕的航天人有能力頂住壓力。“現(xiàn)在看起來確實(shí)也是這樣,他們并沒有被困難所壓倒——壓趴下,仍然站了起來!”龍樂豪說。
又是發(fā)動(dòng)機(jī) 到底難在哪
2018年4月16日,國(guó)家航天局對(duì)外發(fā)布長(zhǎng)征五號(hào)遙二火箭故障調(diào)查情況,其中提到,長(zhǎng)征五號(hào)遙二火箭飛行至346秒時(shí)突發(fā)故障。
故障原因?yàn)樾疽患?jí)液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)一分機(jī)渦輪排氣裝置在復(fù)雜力熱環(huán)境下,局部結(jié)構(gòu)發(fā)生異常,發(fā)動(dòng)機(jī)推力瞬時(shí)大幅下降,致使發(fā)射任務(wù)失利。
發(fā)動(dòng)機(jī),又是發(fā)動(dòng)機(jī),是的,這個(gè)曾一度刺痛國(guó)人的航空領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的字眼,這一次在航天領(lǐng)域成了“絆腳石”。
大火箭,自然離不開大推力,而大推力,就離不開發(fā)動(dòng)機(jī)。在長(zhǎng)征五號(hào)之前,我國(guó)現(xiàn)役火箭發(fā)動(dòng)機(jī)單臺(tái)推力最大只有70噸左右,想要發(fā)射超大型航天器,就顯得“力不從心”了。
新型的大推力發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。根據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)六院黨委書記周利民的說法,經(jīng)過15年不懈攻關(guān),8臺(tái)全新研制的120噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī),被裝配在長(zhǎng)征五號(hào)的4個(gè)助推器上,4臺(tái)全新研制的氫氧發(fā)動(dòng)機(jī),則在一級(jí)和二級(jí)火箭上各裝配了兩臺(tái)。
他有一個(gè)形象的說法,研制發(fā)動(dòng)機(jī)的難度就像攀登珠穆朗瑪峰,“一些外國(guó)專家說,即使我們?cè)O(shè)計(jì)出來,我們也不可能把它制造出來。” 這其中,遙二任務(wù)出現(xiàn)故障的氫氧發(fā)動(dòng)機(jī),更是“難上加難”。
周利民至今記得,面對(duì)全新的發(fā)動(dòng)機(jī),研制團(tuán)隊(duì)開始了夜以繼日的科技攻關(guān),幾十種新材料、100多種新工藝一一被攻克。然而,發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)成為最大的攔路虎。
他說,起動(dòng)階段整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)處在不穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)過程里, 因?yàn)檗D(zhuǎn)速?gòu)撵o止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)到幾萬(wàn)轉(zhuǎn),溫度要從低溫狀態(tài)進(jìn)入到高溫狀態(tài),我們的控制時(shí)序都是以毫秒級(jí)來控制動(dòng)作的,任何一個(gè)動(dòng)作配合不好,沒達(dá)到預(yù)想的結(jié)果都可能導(dǎo)致失敗。
最初讓研制團(tuán)隊(duì)備受打擊的是,長(zhǎng)征五號(hào)首飛所用的發(fā)動(dòng)機(jī)樣機(jī)研制出來后,其試車結(jié)果連續(xù)4次均遭失?。簝纱纹饎?dòng)爆炸,兩次燃?xì)庀到y(tǒng)燒毀。
周利民說,這些對(duì)整個(gè)研制隊(duì)伍、設(shè)計(jì)隊(duì)伍的信心打擊非常大,“很多人做夢(mèng)都?jí)粢姳ǖ膱?chǎng)景,吃不下飯,睡不好覺”。
揪出“魔鬼” 消滅“敵人”
而這些,還只是中國(guó)航天人在發(fā)動(dòng)機(jī)研制階段所遭遇的“痛不欲生”。長(zhǎng)征五號(hào)遙二任務(wù)失利后,這些人面對(duì)的壓力變得更大,他們甚至將出現(xiàn)故障的發(fā)動(dòng)機(jī)問題稱之為“魔鬼”。
中國(guó)航天科技集團(tuán)六院一位試驗(yàn)隊(duì)員告訴記者,為了揪出“魔鬼”,消滅“敵人”,研制團(tuán)隊(duì)這兩年多承受的煎熬、困苦、曲折、質(zhì)疑,前所未有。所經(jīng)歷的磨礪、拼搏、奮斗、攻關(guān),也是研制歷史中罕見的。特別是那些隱藏很深的“魔鬼”,戰(zhàn)斗之緊張之復(fù)雜,更是前所未有。
“‘魔鬼’時(shí)不時(shí)突然冒出來,蒙蔽研制團(tuán)隊(duì)的視線,甚至把他們逼進(jìn)了伸手不見五指的無邊深淵。但研制團(tuán)隊(duì)并沒有被黑暗所嚇倒,沒有被擊垮。”周利民說。
據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)六院的統(tǒng)計(jì),僅2019年二三季度,該院北京11所氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)研制團(tuán)隊(duì)累計(jì)加班就達(dá)到2.3萬(wàn)小時(shí),終于揪出了隱藏在發(fā)動(dòng)機(jī)身上的“魔鬼”,消滅了負(fù)隅頑抗的“敵人”,排除了隱患,消除了故障。
長(zhǎng)征五號(hào)火箭總設(shè)計(jì)師李東告訴記者,長(zhǎng)征五號(hào)遙二火箭失利后,經(jīng)過100余天的故障排查與定位,以及180余天的試驗(yàn)驗(yàn)證,失利的原因終于確認(rèn)。此后,根據(jù)故障調(diào)查的結(jié)論,研制團(tuán)隊(duì)對(duì)芯一級(jí)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn),從結(jié)構(gòu)、材料和工藝等方面都采取了相應(yīng)的改進(jìn)措施,提高了對(duì)飛行環(huán)境的適應(yīng)性。
故障原因找到了,查明了,也改進(jìn)了。一切看起來都是那么的順利。
然而,新問題又來了。
歸零過程 一波三折
2018年11月30日,改進(jìn)后的芯一級(jí)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī),在長(zhǎng)程試車過程中出現(xiàn)問題。
李東告訴記者,這一次航天人反應(yīng)更快,根據(jù)故障原因,研制團(tuán)隊(duì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的局部薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行了改進(jìn),提高了結(jié)構(gòu)的動(dòng)強(qiáng)度裕度。
2019年3月29日,發(fā)動(dòng)機(jī)試車故障的歸零工作及改進(jìn)驗(yàn)證全部完成——兩次長(zhǎng)程試車驗(yàn)證順利通過,第二次的問題就這樣解決了。
但很快,他們就迎來了第三次“遭遇戰(zhàn)”。
2019年4月4日,在長(zhǎng)征五號(hào)遙三火箭的總裝工作進(jìn)入到最后階段時(shí),一臺(tái)用于后續(xù)任務(wù)的芯一級(jí)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī),在試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析過程中,出現(xiàn)了“異常振動(dòng)頻率”。
真可謂一波三折,再次驗(yàn)證了那句話:科學(xué)探索的道路從來不是坦途。
“不帶一絲疑慮上天!”李東說,研制人員順藤摸瓜,找到了問題的“癥結(jié)”所在——發(fā)動(dòng)機(jī)局部結(jié)構(gòu),對(duì)復(fù)雜力熱環(huán)境非常敏感,容易引起共振,一旦激發(fā),不易衰減。
2019年7月,研制人員完成了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn),并完成了十幾次大型地面試驗(yàn)。
至此,困擾長(zhǎng)征五號(hào)兩年多的發(fā)動(dòng)機(jī)問題,終于排查完畢。
根據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)一院的統(tǒng)計(jì),長(zhǎng)征五號(hào)從2017年7月2日遙二失利,到2019年12月27日遙三發(fā)射成功,歷時(shí)908天,累計(jì)進(jìn)行了40余次關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)。
908個(gè)日夜,無數(shù)次跌倒后又重新爬起。而最大的“硬骨頭”——氫氧發(fā)動(dòng)機(jī),也在兩年多時(shí)間里完成了鳳凰浴火、涅槃重生。
按照龍樂豪的說法,900多天,這樣的間隔時(shí)間——超出了任務(wù)失利后再進(jìn)行后續(xù)飛行的周期,在長(zhǎng)征火箭的歷史上是屬于比較長(zhǎng)的,他印象里甚至還沒有間隔這么長(zhǎng)時(shí)間的“歸零”。
“我們當(dāng)然希望間隔時(shí)間縮短一點(diǎn),但科學(xué)研究不可能隨主觀愿望改變。”龍樂豪說,長(zhǎng)征五號(hào)遙二火箭的失利,是在復(fù)雜力熱環(huán)境相互作用下,發(fā)動(dòng)機(jī)某一零部件組件出現(xiàn)失效——這個(gè)問題隱藏得比較深,大多數(shù)情況下不出現(xiàn),只是偶爾出現(xiàn),然而一旦出現(xiàn),就是“災(zāi)難性的結(jié)果”。
在他看來,這次“歸零”,終于把這個(gè)搗蛋的“魔鬼”逮住,盡管耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng),卻值得。
“我們都憋著一股氣”
事實(shí)上,揪出“魔鬼”,“再造”發(fā)動(dòng)機(jī),并非幾個(gè)團(tuán)隊(duì)就能完成。
中國(guó)航天科技集團(tuán)六院北京11所副所長(zhǎng)顏勇告訴記者,長(zhǎng)征五號(hào)遙二火箭發(fā)射失利,把擁有“金牌動(dòng)力美譽(yù)”的液體動(dòng)力事業(yè)推向了風(fēng)口浪尖,芯一級(jí)大推力氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)的故障,讓發(fā)動(dòng)機(jī)研制隊(duì)伍承受了異常巨大的壓力與考驗(yàn)。該所借助集團(tuán)和六院的力量,利用一切有效資源,開展歸零工作——可以說,這是一場(chǎng)技術(shù)攻關(guān)的“全國(guó)大聯(lián)合”。
“我第一次見到這么多院士齊聚一堂!”北京11所質(zhì)量主管呂威說,他印象最深刻的一次評(píng)審,有25位院士和5位大學(xué)教授作為特邀專家來到現(xiàn)場(chǎng),聽取發(fā)動(dòng)機(jī)研制工作情況,提出意見建議,系統(tǒng)內(nèi)的近60位領(lǐng)導(dǎo)專家也參與到交流討論中。
事實(shí)上,兩年前的任務(wù)失利之后,很多人也在躍躍欲試,期待重歸“戰(zhàn)場(chǎng)”,大顯身手。
“如果挫折遮蔽了前路的光明,那就用不悔的初心舉火夜行!” 文昌航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)測(cè)站系統(tǒng)指揮員陳吉偉告訴記者,沒有沮喪和氣餒,大家都憋著一口氣,各個(gè)系統(tǒng)、各個(gè)崗位重整旗鼓、從零開始,立即投入火箭復(fù)飛的準(zhǔn)備中。
一次又一次地推演流程,一項(xiàng)又一項(xiàng)地預(yù)想回想,一遍又一遍地操作演練。發(fā)測(cè)站某系統(tǒng)空氣壓縮機(jī)運(yùn)行不是很穩(wěn)定,設(shè)備廠家反復(fù)做了數(shù)十次改進(jìn)試驗(yàn),問題依然存在。
有很多人都勸陳吉偉,“又不是制約性因素,差不多就行了”。但他的回答卻不依不饒,“影響任務(wù)的因素,就得不打折扣,解決到底!”
如今,長(zhǎng)征五號(hào)終于打贏這場(chǎng)“翻身之戰(zhàn)”,它也成為中國(guó)航天2019年最具標(biāo)志性的任務(wù)。而這,不僅是因?yàn)樗鼪Q定著后續(xù)嫦娥五號(hào)、載人空間站和首次火星探測(cè)等重大工程任務(wù)的執(zhí)行,更在于它將科學(xué)試驗(yàn)由失敗走向成功的過程,以這樣一種直觀的方式呈現(xiàn)到公眾面前,讓人為之牽動(dòng),讓人為之驚嘆。
除了錢學(xué)森的那句話,阿爾伯特·愛因斯坦也有過一句被科學(xué)界奉為圭臬的“金句”,大意是:一個(gè)人在科學(xué)探索的道路上,走過彎路,犯過錯(cuò)誤,并不是壞事,更不是什么恥辱,要在實(shí)踐中勇于承認(rèn)和改正錯(cuò)誤。
長(zhǎng)征五號(hào)做到了。中國(guó)航天人做到了。
中國(guó)青年報(bào)·中國(guó)青年網(wǎng)記者 邱晨輝 來源:中國(guó)青年報(bào)

