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        李 東:一生癡絕處有夢(mèng)到天宮

        2023-10-24 16:22:41李東李慶勤
        軍工文化 2023年7期
        關(guān)鍵詞:發(fā)動(dòng)機(jī)

        李東 李慶勤

        2016 年11 月3 日,長征五號(hào)火箭首飛成功。6 年后的同一天,中國空間站T 字構(gòu)型形成。我的心情,用一位中國航天的領(lǐng)軍人物在坐鎮(zhèn)夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射時(shí)一揮而就的大作最能表達(dá):一生癡絕處/ 有夢(mèng)到天宮/ 長歌九萬里/ 再啟新征程!這是一個(gè)一人一箭二十年的故事,我曾用一首首詩歌記錄著每一個(gè)段落,現(xiàn)在就讓我把這故事講給你聽……

        研制難度大 壓力風(fēng)險(xiǎn)更大

        “男兒千里關(guān)山度,追夢(mèng)十載心如初。夙興夜寐鑄巨箭,百煉磨礪成長五。”

        在中國空間站建造的過程中,長征火箭要在兩年之內(nèi)連續(xù)進(jìn)行11 次發(fā)射。其中, 長征五號(hào)B 火箭承擔(dān)3 次發(fā)射任務(wù)。

        長五B 火箭的任務(wù)是要將空間站核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙3 個(gè)艙段送入軌道。它的職責(zé)和作用之重可見一斑。

        在我看來,這個(gè)“重”包含三個(gè)方面——

        第一個(gè)是載荷重量重。長五B 火箭是我國低軌道運(yùn)載能力最大的火箭,也是我國唯一一款低軌道大型運(yùn)載火箭,低軌運(yùn)載能力達(dá)25 噸級(jí),是我國上一代火箭低軌能力的2.9 倍。這為空間站建造提供了非常好的建設(shè)條件。有了它,我們可以一次發(fā)射重量超過23 噸的空間站重要艙段,最終在太空組成一個(gè)70—80 噸級(jí)的中國空間站??梢哉f,空間站構(gòu)成的核心重量,有很大一部分是由長五B 火箭發(fā)射的。

        第二個(gè)“重”是責(zé)任重。在空間站建造的11 次發(fā)射中,唯獨(dú)長五B 火箭發(fā)射的這3 個(gè)艙段沒有任何備份, 這就意味著如果長五B 火箭發(fā)射一旦出現(xiàn)閃失,那么空間站建造將會(huì)受到巨大的影響,將會(huì)出現(xiàn)我們不可承受的周期、經(jīng)費(fèi)等代價(jià)。可以說,長五B 火箭發(fā)射成功與否,對(duì)整個(gè)空間站建造都有著很大的影響。在保成功方面, 長五B 火箭(和其他火箭一樣)必須持續(xù)成功,不能失敗, 沒有退路。

        第三個(gè)“重”是擔(dān)子重。很多人都知道,長五B 火箭有兩大特點(diǎn),一個(gè)是“大”,一個(gè)是“新”?;鸺?, 意味著規(guī)模大,系統(tǒng)構(gòu)成更加復(fù)雜,單次火箭推進(jìn)劑總加注量更大;相對(duì)應(yīng)地,火箭技術(shù)更為復(fù)雜,發(fā)射流程也更復(fù)雜。火箭新,新在它90% 的技術(shù)是全新的,而它從第二次發(fā)射起就開始執(zhí)行空間站艙段的國家重大工程正式發(fā)射任務(wù)。這意味著火箭的繼承性差、考核機(jī)會(huì)少、問題暴露的機(jī)會(huì)多,說白了就是成熟度低、風(fēng)險(xiǎn)高。這要求我們的工作要更仔細(xì),要通過更多的地面試驗(yàn)、分析、仿真來發(fā)現(xiàn)隱患和薄弱環(huán)節(jié)。

        除了任務(wù)重,長五B 火箭在空間站建造過程中的角色也很獨(dú)特。如果我們把空間站比喻成太空中的一棟別墅,那么建造它的3 型火箭都有各自的角色:發(fā)射貨運(yùn)飛船的長征七號(hào)火箭負(fù)責(zé)提供給養(yǎng),發(fā)射載人飛船的長征二號(hào)F 火箭負(fù)責(zé)運(yùn)送旅客,而長五B 火箭則負(fù)責(zé)建造別墅本身。在“別墅”建造的過程中,長五B 火箭有著不可替代的重要作用。而“別墅”建成后,運(yùn)送給養(yǎng)和旅客的重要任務(wù)就由另兩型火箭來承擔(dān)了。

        這些特點(diǎn)的背后,都說明它的研制難度更大,保成功的壓力和風(fēng)險(xiǎn)更大。

        通過長征五號(hào)火箭的研制,我們實(shí)現(xiàn)了中國人進(jìn)入空間能力的翻番,同時(shí)又奠定了中國新一代火箭系列化模塊化發(fā)展的戰(zhàn)略格局和中國新一代運(yùn)載火箭發(fā)展需要的最基本的動(dòng)力結(jié)構(gòu)、總體技術(shù)等一系列全新的技術(shù)基礎(chǔ)。

        這樣的發(fā)展模式,是中國人在航天領(lǐng)域獨(dú)立自主、自主創(chuàng)新的典范。正如長征五號(hào)火箭首飛成功后,中共中央、國務(wù)院和中央軍委發(fā)來的賀電所說,長征五號(hào)運(yùn)載火箭是我國運(yùn)載火箭升級(jí)換代的工程,創(chuàng)新難點(diǎn)多、技術(shù)跨度大、復(fù)雜程度高,代表了我國運(yùn)載火箭科技創(chuàng)新的最高水平。其首次飛行任務(wù)圓滿成功,填補(bǔ)了我國大推力無毒無污染液體火箭的空白,使我國火箭運(yùn)載能力進(jìn)入國際先進(jìn)行列。這一重大成就,是我國由航天大國邁向航天強(qiáng)國的重要標(biāo)志,為我國新一代運(yùn)載火箭系列化、型譜化發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)。

        研制工作苦 歸零攻堅(jiān)最苦

        “愁云慘淡夜難眠,拔劍四顧獨(dú)凄然。征人無奈恨時(shí)艱。夢(mèng)里不知病軀殘,忽聞鼓角動(dòng)蕭關(guān)。冰河鐵馬向樓蘭?!?/p>

        其實(shí),從最開始做長征五號(hào)火箭研究,到工程立項(xiàng)以后擔(dān)任總師帶領(lǐng)這個(gè)團(tuán)隊(duì),我的心里對(duì)整個(gè)研制工作的艱苦程度和任務(wù)艱巨程度是有預(yù)期的。我相信,這么大型的火箭,這么多創(chuàng)新技術(shù),這么大的跨度,一定會(huì)遇到很多的困難,而且會(huì)有很大的難度。

        在研制過程中,我們也確確實(shí)實(shí)遇到了許多困難, 但我們都攻克了。即便長五遙一火箭過程一波三折,最終也是成功的。

        在這種情況下,整個(gè)團(tuán)隊(duì)對(duì)火箭的總體技術(shù)方案和各個(gè)系統(tǒng)之間的基本協(xié)調(diào)都是有信心的。它經(jīng)歷了那么多考驗(yàn),我們做了那么多工作,也針對(duì)遙一火箭出現(xiàn)的問題做了很多改進(jìn),用信心十足來形容一點(diǎn)也不為過。

        長五遙二火箭的失利是出乎意料的。對(duì)于團(tuán)隊(duì)或者我個(gè)人來說,意外這個(gè)詞都已經(jīng)不足以形容這次“失利”, 那是一個(gè)晴天霹靂。

        當(dāng)時(shí),火箭飛行到346 秒時(shí),一臺(tái)芯一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)突然就喪失了推力,在幾百毫秒之內(nèi),所有的參數(shù)齊刷刷地掉下來,事先毫無征兆,事后毫無蹤跡。

        我們也是在后來才知道,這次失利的原因不是全箭范疇的設(shè)計(jì)失誤,而是發(fā)動(dòng)機(jī)單機(jī)重要組件在復(fù)雜力熱環(huán)境條件下的一種失效模式。

        單機(jī)的固有可靠性無法通過全箭飛行試驗(yàn)來考核, 一定要在單機(jī)研制階段充分暴露出來,才能徹底解決。從這個(gè)意義上來講,整個(gè)遙二火箭的歸零實(shí)際上是為單機(jī)的研制補(bǔ)課。

        那908 天對(duì)整個(gè)隊(duì)伍來說確確實(shí)實(shí)太痛苦、太煎熬。一方面,國家重大任務(wù)在等著這個(gè)火箭,原計(jì)劃在2017 年年底進(jìn)行的嫦娥五號(hào)月球采樣返回任務(wù)因此擱置,探火工程和空間站建造都受到影響。

        另一方面,歸零的過程遠(yuǎn)比我們想象中的要艱苦得多。與以往不同,這次歸零最大的困難就是很難在遙測參數(shù)上找到任何端倪,所有的參數(shù)幾乎同時(shí)齊刷刷地?cái)嘌率较陆?。雖然問題很快聚焦定位到Y(jié)F-77 發(fā)動(dòng)機(jī)上, 但是發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部到底是什么問題,發(fā)現(xiàn)難度非常大,它的故障隱患埋藏得非常深。

        YF-77 發(fā)動(dòng)機(jī)的立項(xiàng)比長五火箭還要早5 年,在遙二火箭發(fā)射的時(shí)候,這款發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)研制超過15 年了。十幾年大量的地面試驗(yàn)里,這個(gè)埋藏很深的故障的隱患和模式從沒出現(xiàn)過,也沒有任何參數(shù)指征這個(gè)故障,偏偏它就在遙二火箭飛行的過程中發(fā)生了。

        那908 天里,很多時(shí)候我們好不容易通過理論分析和試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了某種故障模式,把它解決了。但是之后又發(fā)現(xiàn)新的問題,又發(fā)現(xiàn)新的一種可能性或者隱患。不管是不是這種模式造成的故障,我們只要發(fā)現(xiàn)了薄弱環(huán)節(jié),就一定要徹底把它解決掉。這個(gè)過程反復(fù)迭代,一波三折。

        有很長一段時(shí)間,團(tuán)隊(duì)整體感覺就像在黑暗中摸索一樣,我們知道天一定會(huì)亮,但是你不知道什么時(shí)候能亮,還要在黑暗中摸索多久才能亮。

        好在,英雄的長五團(tuán)隊(duì),特別是發(fā)動(dòng)機(jī)隊(duì)伍的科研人員,頂著如此大的壓力,沒日沒夜、任勞任怨、勤勤懇懇地工作,最后不負(fù)眾望找到了故障的真正原因,并且采取措施排除了隱患,徹底解決了問題,從而保證了復(fù)飛的成功。

        這個(gè)故障的解決不僅保證了長征五號(hào)火箭復(fù)飛成功以及長征五號(hào)B 火箭后續(xù)發(fā)射的成功,也使中國長征火箭特別是發(fā)動(dòng)機(jī)的各方面研制能力都往前邁了一大步。

        長五火箭是英雄 長五團(tuán)隊(duì)也是英雄

        “袍澤力渡苦劫 戰(zhàn)友同心濡沫情/ 自古英雄多磨礪 經(jīng)風(fēng)瀝雨盼天明/ 我輩本非蓬蒿人 位卑未忘報(bào)國心/ 涅浴火重生日 不負(fù)家國不負(fù)卿”

        長五火箭是英雄的火箭,長五團(tuán)隊(duì)是英雄的團(tuán)隊(duì), 團(tuán)隊(duì)里的每個(gè)人都是英雄。

        我的老搭檔王玨總指揮,是中國氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的泰斗級(jí)人物。在整個(gè)歸零最困難的時(shí)候,所有人都頂著壓力,他表現(xiàn)出的鎮(zhèn)定、大氣、淡定,讓大家感覺到有底氣、有主心骨。這不僅僅是一個(gè)人脾氣秉性的問題,這是他強(qiáng)大的抗壓能力和堅(jiān)韌的意志力的體現(xiàn),是對(duì)國家和航天事業(yè)的高度負(fù)責(zé)以及不解決問題誓不罷休的使命感。

        還有很多很多,來自發(fā)射場的同志、發(fā)動(dòng)機(jī)研制系統(tǒng)的同志、西安的同志、上海的同志等,我們一起組成了英雄的長五團(tuán)隊(duì)。

        我有幸成為這個(gè)英雄團(tuán)隊(duì)的一員,參與到長五火箭的研制中,是我一生最榮耀的事情。

        1989 年從北京航空航天大學(xué)畢業(yè)以后,我考取了一院的研究生,師從龍樂豪老師。1992 年,研究生畢業(yè)之后, 我就留在了總體設(shè)計(jì)部,成為一名總體設(shè)計(jì)師,一直做運(yùn)載火箭相關(guān)設(shè)計(jì)和研發(fā)工作。

        從2000 年長征五號(hào)火箭預(yù)研開始,到2006 年工程立項(xiàng),直到現(xiàn)在,我從事長五系列火箭的研制已經(jīng)超過22 年了。

        30 多年前,我揣著報(bào)到證,正式成為一名航天員工。報(bào)到的第一天,一位老同志為了激勵(lì)年輕人,講道:“當(dāng)今的中國發(fā)展太快了,照這個(gè)發(fā)展速度,你們這些年輕人到了我們這個(gè)(快要退休的)年齡,搞不好都能買得起汽車了……”一時(shí)間,眾人聽罷哄堂大笑,以為是天方夜譚。

        這一年,一代偉人南巡,中國的改革開放走進(jìn)了新的紀(jì)元;這一年,黨的十四大召開,三峽工程正式上馬……

        這一年,中國航天的奠基人聶榮臻元帥永遠(yuǎn)離開了我們;這一年,我第一次去航天發(fā)射場,瞻仰了聶帥和長眠在那里的700 多位烈士的陵園,也第一次被一枚火箭騰空的宏偉所震撼!

        1992 年,中國航天僅僅進(jìn)行過26 次發(fā)射。中國載人航天工程在這一年剛剛開始啟動(dòng),月球探測工程和二代導(dǎo)航工程還未見雛形……

        這一年,中國人剛剛完成捆綁火箭的嘗試,長征三號(hào)甲系列火箭還沒有首飛,我國中型火箭系列型譜正在逐漸形成中,長征五號(hào)火箭還只是停留在紙面論證上……

        我們有幸生活在一個(gè)偉大的時(shí)代,一個(gè)飛速發(fā)展和劇烈變化的時(shí)代,見證了許多奇跡,經(jīng)歷許多感動(dòng)…… 這個(gè)國家的變化中有我們每一個(gè)普通人的點(diǎn)滴努力,還能有什么比這更讓人自豪和欣慰的。

        對(duì)所有選擇了航天事業(yè)的年輕人,我想祝賀你們, 你們做出了人生非常重要的、正確的決定。航天是一個(gè)值得你付出努力,并且會(huì)給你巨大回報(bào)的事業(yè)。它不僅僅是一份職業(yè)、一個(gè)養(yǎng)家糊口的手段,它和民族利益、國防建設(shè)、國家安全以及航天強(qiáng)國建設(shè)和偉大中國夢(mèng)的實(shí)現(xiàn)息息相關(guān)。它給你的自豪感是其他行業(yè)不能比擬的。

        另外,既然你選擇了航天,就要有吃苦的準(zhǔn)備。航天是一個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)的行業(yè),是一個(gè)大系統(tǒng)工程。一個(gè)工程研制往往少則三四年,多則需十年。一定要能夠耐得住寂寞,收獲的季節(jié)總會(huì)到來。

        航天的每一個(gè)人都是大海中的一滴水,這么多水匯聚在一起托舉起萬噸巨輪。在大海里,不斷有浪花翻滾, 這次你閃光了,下次他閃光了,不是總一個(gè)人閃光,也不是每個(gè)人都能閃光。可能你不是每天都在收獲,絕大部分時(shí)間是在辛勤地耕耘,這揮汗如雨的勞作就是為了最后的收獲,一切都是值得的。這個(gè)過程會(huì)很漫長,甚至很痛苦,希望你耐得住寂寞,努力地去工作……

        (作者單位:《中國航天報(bào)》)

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