原標(biāo)題:“小鮮肉”團(tuán)隊(duì)把“胖五”送上天,,總師揭秘長征五號起飛前驚魂163分鐘
5月27日,,長征五號總設(shè)計(jì)師李東在京西賓館捧起了全國創(chuàng)新爭先團(tuán)隊(duì)獎。他不是一個人在戰(zhàn)斗,,而代表著中國航天科技集團(tuán)公司一院的長征五號運(yùn)載火箭研制團(tuán)隊(duì),。
正是這支平均年齡不到33歲的“小鮮肉”團(tuán)隊(duì),,通過十年的默默奉獻(xiàn)和艱苦攻關(guān),將長征五號火箭送入太空,,鑄就了我國運(yùn)載火箭升級換代的里程碑,。
首飛“驚魂”彰顯自信
2016年11月3日傍晚,長征五號運(yùn)載火箭佇立在中國文昌航天發(fā)射場101工位,。按計(jì)劃,,它將在當(dāng)晚18時左右實(shí)施首飛。
誰也想不到,,這個夜晚會如此驚魂,,讓親歷者永生難忘。
發(fā)射準(zhǔn)備階段,,第一個插曲來自火箭助推器氧排氣管道,。經(jīng)過現(xiàn)場研究排查,發(fā)射窗口被推遲到19點(diǎn)01分,。
然而,,新的問題接踵而至:芯一級氫氧發(fā)動機(jī)在預(yù)冷過程中,氫泵軸承處的溫度沒有達(dá)到起飛標(biāo)準(zhǔn),。
“芯級里液氫容積非常大,,必須保證發(fā)動機(jī)一些部件的溫度冷卻到足夠低,啟動過程中才能確保平穩(wěn),?!遍L征五號副總設(shè)計(jì)師婁路亮后來解釋說。
現(xiàn)場專家和研制團(tuán)隊(duì)鎖進(jìn)會議室,,緊急展開商議,。李東卻很從容。他表示,發(fā)動機(jī)預(yù)冷問題事先反復(fù)討論過多次,,在合練中也單獨(dú)做過試驗(yàn),,因此有預(yù)案準(zhǔn)備。
20多分鐘后,,團(tuán)隊(duì)拿出了預(yù)案范疇內(nèi)的解決方案,。已經(jīng)撤退到安置點(diǎn)的陳通斌、謝建明等4位芯一級氦配氣臺操作手受命返回塔架,,迅速對供氣設(shè)備進(jìn)行操作,。19點(diǎn)30分左右,發(fā)動機(jī)預(yù)冷問題圓滿解決,,發(fā)射時間則被推遲到20點(diǎn)40分,。
時間在眾人等待中流逝。20點(diǎn)37分,,01號指揮員下達(dá)口令:“3分鐘準(zhǔn)備,!”但命令很快被相關(guān)操作人員暫停,點(diǎn)火再次延后,。接下來,,指令幾度被暫停、重置,。
當(dāng)“1分鐘準(zhǔn)備”指令再次被叫停,,“長五”總體主任設(shè)計(jì)師何巍表情嚴(yán)峻,連問:“怎么了,?怎么了,?”操作人員面面相覷,很多人站了起來,。負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)的“長五”副總設(shè)計(jì)師李學(xué)鋒也忍不住起身,,搶到前排查看數(shù)據(jù)。
接下來,,出現(xiàn)了中國航天史上罕見的一幕,。進(jìn)入倒計(jì)時10秒后,讀秒又被中斷,。
然而,,李東和“長五”總指揮王玨仍坐在原地,靜觀事態(tài)發(fā)展,?!拔覀兊囊痪€人員都是專業(yè)人士,他們很清楚各自負(fù)責(zé)的工作,。對長征五號和我們的團(tuán)隊(duì),,我有信心。”李東說,。
婁路亮事后解釋道,,屢次暫停倒計(jì)時是因?yàn)閿?shù)據(jù)傳輸顯示出現(xiàn)了故障,并非火箭本身的原因,。操作人員沒有及時得到相關(guān)數(shù)據(jù),,按照規(guī)定可以暫停流程。
20點(diǎn)43分,,長征五號在等待了163分鐘后終于緩緩升空,、出塔、穿入云霄,,約30分鐘后與載荷組合體成功分離,,首飛成功。
“這是我們遇到的挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn)最大的一次發(fā)射,?!蓖醌k感嘆。
回顧驚心動魄的2個多小時,,李東表示,發(fā)現(xiàn)問題時,,年輕團(tuán)隊(duì)判斷準(zhǔn)確,、處置果斷,尤其是重置倒計(jì)時,,需要相當(dāng)大的勇氣,。“這是研制團(tuán)隊(duì)技術(shù)過硬,、有自信心的表現(xiàn),,是年輕一代航天人成熟的表現(xiàn)?!彼f,。
十年歷練走向成熟
“長五”團(tuán)隊(duì)能夠如此成熟自信,源于長達(dá)十年的艱辛鑄箭之路,。
近20層樓高的長征五號,,起飛推力超過1000噸,足夠讓10架波音747齊飛,;25噸級的運(yùn)載能力幾乎可將3個天宮二號同時送入太空,。但這型具有劃時代意義的火箭,在研制過程中也面臨了我國運(yùn)載火箭發(fā)展史上多項(xiàng)空前的技術(shù)難題,。
從立項(xiàng)到首飛十年間,,王玨、李東帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),創(chuàng)造性地提出全新方案,、采用新技術(shù),、全面系統(tǒng)綜合和優(yōu)化,先后突破了以12項(xiàng)重大關(guān)鍵技術(shù)為代表的247項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),,使全箭新技術(shù)比例幾乎達(dá)到100%,,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過“30%以內(nèi)”的國際慣例。
長征五號的箭體直徑達(dá)到國內(nèi)空前的5米,,這給設(shè)計(jì),、仿真、制造及地面各種試驗(yàn),,都帶來了革命性的改變,。研制團(tuán)隊(duì)突破了大型低溫貯箱和多集中力殼段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證等技術(shù),實(shí)現(xiàn)了我國火箭直徑從3.35米向5米的跨越,,為我國未來大規(guī)模開發(fā)利用空間資源奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),。
雖然個頭大,但長征五號很智能,。研制團(tuán)隊(duì)突破了發(fā)動機(jī)聯(lián)合搖擺,、大型運(yùn)載火箭實(shí)時卸載+主動導(dǎo)引+預(yù)測關(guān)機(jī)的復(fù)合控制、助推器多點(diǎn)支撐起飛主動抗漂移控制等5項(xiàng)世界首創(chuàng)的控制技術(shù),,讓火箭不僅能在規(guī)定位置做規(guī)定動作,,還能根據(jù)情況隨機(jī)應(yīng)變、閃轉(zhuǎn)騰挪,。
團(tuán)隊(duì)還首次引入了數(shù)字化設(shè)計(jì)手段,,實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化模裝替代實(shí)物模裝,完成了型號數(shù)字化設(shè)計(jì),、分析,、試驗(yàn),大大縮短了研制周期,、節(jié)約了研制經(jīng)費(fèi),。
困難和挫折早已成為研制團(tuán)隊(duì)的家常便飯。2005年,,已經(jīng)歷過9次成功試車的50噸氫氧發(fā)動機(jī),,在點(diǎn)火后突然出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象,燃燒室壁板鼓出一個大包,。經(jīng)過反復(fù)研究,,團(tuán)隊(duì)鎖定了燃燒室耦合振動問題。兩年后,,他們通過加擋板,,分區(qū)燃燒,,錯開了頻率,將問題解決,。
長征五號使用零下252.5度的低溫推進(jìn)劑,,讓它性能上獲得大幅提升,但難度也隨之增加,。2012年6月,,5米直徑芯級貯箱在低溫靜力試驗(yàn)中突然破裂,如果處于實(shí)際飛行中,,這將導(dǎo)致箱體結(jié)構(gòu)失穩(wěn),,后果嚴(yán)重。團(tuán)隊(duì)最終決定,,將貯箱設(shè)計(jì)推倒重來,。這個消息讓一些隊(duì)員流下了眼淚?!?1米長的貯箱,,壁厚不到3毫米,就像放大版的可樂易拉罐,,一毫米的誤差就會讓傳力方式發(fā)生變化,。”王玨回憶說,,“在設(shè)計(jì)時,,大家一克一克地減重,又考慮結(jié)構(gòu)要牢固,,做出來不容易,所以這次失敗的打擊很大,?!苯酉聛淼娜辏瑘F(tuán)隊(duì)從頭開始,,重新設(shè)計(jì)研制了芯級貯箱,。
研制路上,一場場激烈的爭論更是屢見不鮮,。這讓大家紅過臉,,也擦出了靈感的火花,新三垂測發(fā)模式,、臍帶塔發(fā)射平臺等方案都是由此誕生,。
數(shù)據(jù)顯示,有上萬名航天人參與了長征五號的研制,,研制生產(chǎn)各類產(chǎn)品19000臺套,,累計(jì)開展近7000次,、1000余項(xiàng)地面試驗(yàn)。長征五號火箭將為我國后續(xù)探月,、載人航天,、火星探測等重大工程提供有力保障,而其研制過程中培養(yǎng)的一大批技術(shù)人才,,也將成為我國未來航天發(fā)展的依靠,。
注:文中圖片由中國航天科技集團(tuán)公司一院供圖