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中国新一代火箭长征七号A复飞记——

逆风飞翔的361天

来源:中国青年报
2021-03-16 13:42:22

  原标题:中国新一代火箭长征七号A复飞记——

  逆风飞翔的361天

  中青报·中青网记者 邱晨辉

  “成了!整个现场一片沸腾!”

  2021年3月12日1时51分,随着一道绚丽的尾焰划过天际,我国新一代中型高轨火箭长征七号改(又名长征七号A)成功发射。

  中国航天科技集团一院长征七号改火箭总指挥孟刚告诉中青报·中青网记者,在文昌航天发射场指控大厅,面对大屏幕上火箭飞行的完美曲线,试验人员的掌声经久不息,成功的喜悦洋溢在每个人的脸上,有的人难掩激动,笑着笑着就哭了。

  一年前,也是在这个指控大厅,他们中的很多人目睹了长征七号改首飞任务的失利。孟刚说,那种失利之痛,至今回想起来仍然揪心。

  从首飞到复飞,从失利到成功,在过去300多个日日夜夜,中国航天人开启一场寻找首飞任务失利答案的旅程。在这将近一年的时间里,他们是如何面对失利阴霾,又如何重整行装、披荆斩棘的?

  前不久,中青报·中青网记者走近了这支研制队伍。

长征七号改火箭部分研制试验人员,中国航天科技集团一院供图 吴桐小雨/摄

  猝不及防的失利

  2020年3月16日是长征七号改火箭首飞的日子。

  火箭发射前,试验队组织了抢险队,在室外场地随时待命,以应对发射前的各种突发状况。考虑到指挥调度第一次执行任务,长征七号系列型号办公室副主任田玉蓉有些不放心,也盯在抢险队现场。

  当看到发动机点火正常后,抢险队的任务结束了,田玉蓉缓缓松了一口气,“火箭飞得挺好”。

  那一刻,她信心满满。

  因为火箭还要飞行一段时间,田玉蓉就和同事一起赶回指控大厅。半路上,她的手机响了,电话那头传来“噩耗”:“火箭的飞行曲线好像有问题。”

  田玉蓉的心一下子揪了起来,脑子一片空白,抬起腿就往指控大厅跑。本来没多远的路,那一次,她却觉得那么漫长,仿佛怎么也跑不到头。

  此刻,指控大厅里的人已经聚集在型号两总(总指挥、总设计师)周围,大家的表情凝重,他们怎么也想不明白,在点火后的162秒内,火箭飞行曲线非常完美,无论是飞行的高度还是速度,都与理论值几乎完全符合,怎么突然就出问题了呢?

  田玉蓉告诉记者,当时的现场一片沉寂:试验队员热闹的讨论声、发射时的欢呼和喜悦声突然消失了,发射大厅里瞬间鸦雀无声。

  猝不及防的失利,让时间定格在2020年3月16日21时34分。

  “需要尽快拿到所有的遥测数据。”跑到大厅后,田玉蓉就赶紧联系发射场的同事,在深夜一点左右拿到了所有数据。

  那一夜,对现场所有试验人员来说,注定是一个紧张而又伤感的不眠之夜。

  “我甚至有一种感觉:好像我半年的生命都没了……”长征七号改火箭副总设计师马忠辉说,从跟产、到发射,她将大半年的心血都花在了长征七号改遥一火箭上。

  失利的打击对她来说是“沉痛的”,但她当时无暇顾及这些,只能和时间赛跑:和专家在会议室一遍又一遍地看视频,判读数据,分析原因;型号两总组织各个单位确定各自产品的工作状态……

  通过连夜分析,大家发现了一个现象,长征七号改的助推器氧箱发动机入口处压力不足。

  为什么会出现这个现象,它是“真凶”吗?

  痛定思痛后的“归零”

  陈二锋是中国航天科技集团一院总体设计部二室仿真组的副组长,火箭失利后,他连夜构建整个输送路的流体仿真模型,两天后,他有了初步的结论——

  火箭助推器氧箱出流口发生了空化现象,这可能会导致泵入口压力降低,不满足发动机工作的下限要求。

  简单来说,火箭的动力系统出现了问题。

  在此基础上,陈二锋继续开展仿真分析,用了一周时间,将输送路的空化发展过程及泵入口压力下跳现象进行了仿真复现,最终定位了故障。

  当故障问题越来越明朗,并逐渐聚焦到动力系统时,动力总体专业的年轻设计师们心里五味杂陈,有的人一晚一晚地坐在机房里看数据,反复问自己为什么没有考虑到空化问题?

  长征七号改火箭总设计师范瑞祥见此情景,便劝他们:这是专业认识的问题,是大家都没有认识到的深层次问题,跟个人没有关系,要正确看待它。

  “归零”时间紧迫,总体副主任设计师邵业涛与动力总体设计师王铁岩用了10天时间,完成了通常要一个月才能做完的缩比试验,对理论分析的结果进行了验证。

  结果圆满,试验过程却百般曲折。

  邵业涛告诉记者,当时受新冠肺炎疫情影响,很多高校因为学生没有返校,或者工厂停工停产,不具备做试验的条件,他们就四处联系,最终在外地找到了能够承接试验的高校。

  可是,试验系统怎么搭,试验方法如何制定?因为缺乏相关的经验,这些难题又摆在了他们的面前。邵业涛和王铁岩摸着石头过河,一边做试验,一边分析数据,同时还要不断调整试验方案,把时间无限细分,把效率不断提升。

  王铁岩说,在那段不分昼夜的“归零”日子里,团队的每个人都在超常付出。

  出差文昌的试验队回到北京后,按照当时的疫情防控政策,需要居家隔离14天。但时间不等人,型号队伍提出了“集中隔离”的要求,将40多名核心人员安排在长征宾馆住下,并在仿真楼安排了独立的办公室供他们使用。

  自此,这群年轻的科技人员搭乘班车,每天往返于长征宾馆与仿真楼之间,过着两点一线的生活。

  谁也不曾想到,“逆风飞翔”的361天就这样开始了。

  巨压之下开展复飞

  这是马忠辉参加工作十几年来第一次遇到“归零”。

  “‘归零’最重要的是,找到造成故障的原因,它并不意味着否定了以前的工作,而是将技术上做得不到位的地方补上。”马忠辉说。

  通过观看录像分析数据,研制人员发现,首飞过程中,火箭在一级飞行段末期,距离一级分离仅剩下几秒钟时间时出现异常。作为箭体结构设计师的姚瑞娟,熟悉这一技术,因此主动报名参与“归零”工作。

  她告诉记者,参与“归零”任务后,每天判读数据,开会讨论,这样的技术会议一开通常是一天,有时要忙到后半夜才能结束。

  按照一院总体部三室强度组副组长吴浩的说法,试验系统既庞大又复杂,如果出现什么破坏,没有时间再做新的试验件,会直接影响火箭复飞。

  经过紧锣密鼓的缩比试验和全尺寸试验,研制团队在不到10天的时间里就完成了原本需要一个月才能完成的试验,15天左右就拿到“归零”结论。

  2020年4月初,在完成故障定位后,型号两总提出:要组织长征七号改火箭复飞任务,在2020年年底,完成产品准备,让火箭具备出厂条件。

  范瑞祥说,这是顶着巨大的舆论压力和生产压力作出的决定,复飞任务至关重要,必须全力以赴。

  听到这个消息后,田玉蓉先是高兴,但很快皱起了眉头。她找到两总,说出了自己的担心:研制团队同时承担着长征七号的任务——这一任务影响着2021年空间站的建造,不能有半点耽误和闪失。在不到一年的时间里,又加一发长征七号改的任务,难度太大了。

  听完两总的想法,她明白了:失利之后,只有尽快完成复飞,才能鼓舞队伍的信心,让队伍从失利的影响中走出来,扭转被动的局面。

  这时,工作进度成了摆在研制队伍面前的最大难题。

  “生产一发箭,从头开始到具备发射条件,需要两年时间。现在要让我们在不到一年的时间里就生产一发火箭,压力还是很大的。”田玉蓉说。

  让她欣慰的是,听到要复飞的消息后,一线人员都干劲十足。

  长征七号改火箭伺服系统型号主任设计师陈克勤说,生产一发箭,伺服产品从生产齐套、装配、装调到验收交付通常需要半年的时间,但为了满足型号复飞的进度要求,一线人员加班加点,这次只用了3个月的时间。

  在2020年4月至6月期间,伺服机构装配员赵建华没有休过周末,一直奋战在一线。他告诉记者,因为经历了失利,工作中更加细心,凡事都要做到“让自己放心”。

  2020年12月30日,一枚崭新的长征七号改火箭出炉,完成了出厂评审。

  这一天,田玉蓉多了几分感慨,她希望:断剑重铸之日,正是王者归来之时。

  一场漂亮的翻身仗

  2021年1月16日,是“三九”的最后一天。

  在长征七号改遥二火箭发射任务的出征仪式上,孟刚说了这样一句话:“决胜飞试、誓夺成功的发令枪已经打响,长征七号改复飞,只能成功,不能失败。”

  吴浩听后热血沸腾。那时的她,关于长征七号改遥一火箭的失利飞行视频,已经看了上百遍。这些历历在目的情节,她不允许再次上演。

  她告诉记者,刚开始,试验模型十分庞大,计算一次需要24小时,时间太长,她就不断重建、细化模型,10天之内开展了近百次的分析,甚至出现了“鼠标手”的症状,最终将模型计算时间从24小时缩减到3-4个小时。通过仿真分析,她提出二级发动机机架在异常三级工况下存在破坏的风险。

  一石激起千层浪。这个结论一出,就遭到了很多专家的质疑。

  “我心里也打鼓,但既然发现了潜在的问题,就要打破砂锅问到底。”吴浩说,走别人没走过的路,就意味着要逢山开路、遇水搭桥。

  发动机载荷工况众多,全部因素组合起来高达近百种,而以前试验的原始工况也就十几种。吴浩通过仿真将近百种工况缩减到10种,最终用14天完成了一般需要两三个月才能做完的试验,而且仿真结果与试验符合度高达98%。

  如今,她所在的研制队伍,经过300多个日日夜夜的奋战,重整行装再出发,终于踏上复飞新征程。

  组装完毕的长征七号改火箭挺拔高大,在完成一系列的总装测试后,就进入发射前的垂直转运程序。在转运路的尽头,巨大的发射塔架,张开双臂等着将长征七号改遥二火箭揽入怀中。

  看着高耸的火箭,再次担任试验队01指挥员的马忠辉感慨万千,在这300多天的时间里,她和其他团队成员一直坚守在自己的岗位上,翘首期盼这一天的到来。

  3月12日1时51分,发射时间到了。

  “5、4、3、2、1,点火!”

  紧随发射口令,巨大的轰鸣声、空气的撕裂声和观众的欢呼声交织在一起,火箭发动机喷出的尾焰在暗夜中划出了优美曲线,整个发射场为之震颤。

  马忠辉坐在测试发射大厅正中央,尽管一夜未眠带来深深倦容,脸上还是难掩兴奋。

  30多分钟过去,跟踪结果表明器箭分离正常,大厅内顷刻间掌声如雷,欢呼声一浪高过一浪,所有人都早已忘了一夜未眠。此时,马忠辉向后靠上椅背,脑中紧绷了一年多的弦终于慢慢舒展开来。

  至今,她也忘不了长征七号改首飞失利后,坐在回北京的飞机上,一种难以言说的不安和难过涌上心头。她说,航天发射是一个高风险的行业,任何一个细小的失误都会影响成千上万人的工作。这些工作看似平凡,实则不简单,正是这看似平凡的工作托举起了中国新火箭的成功复飞。

  “失败不是‘魔咒’,而是推动中国航天发展的‘催化剂’;逆境不是绝境,而是磨砺意志的‘试金石’!”马忠辉说。

  她告诉记者,火箭升空,就像放飞自己的“孩子”一样,心里有千般不舍、又有万般惦念。但当她和同事们共同分享着成功带来的喜悦,一起刷新进军太空的中国高度时,那种不负众望不辱使命的喜悦,真正甜到了自己的心头。

责任编辑:姚怡梦

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