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。它就是我國目前運載能力最大的火箭“胖五”——長征五號運載火箭。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,對于長五研制團隊這支鋼鐵之師而言,究竟經(jīng)歷了什么?
“心像被撞了一下”
2017年7月2日,巨大的長征五號遙二在塔架上靜靜矗立,媒體架起了攝像機,老百姓等候在電視機前。發(fā)動機點火,正常。點火170秒后,4個裝有液氧煤油發(fā)動機的助推器完成使命,成功分離;346秒時,發(fā)動機提前熄火,問題出在一臺芯一級上的YF-77發(fā)動機上。長征五號火箭副總師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發(fā)動機設(shè)計部主任鄭大勇接到所里的電話,聽到的第一句話就是“發(fā)動機轉(zhuǎn)速沒有了”。鄭大勇趕到單位。
多年來的經(jīng)驗與初步分析的結(jié)果基本吻合:火箭芯一級發(fā)動機問題比較大。但屏幕上的數(shù)據(jù)只能描繪出問題的大致輪廓,還不足以精準地找到病根。發(fā)動機出現(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”。
集合頂級專家匯診
搞航天的人都會“談歸零色變”?!皻w零”意味著失敗,意味著“地毯式搜查”……對于長五這項國家重大型號而言,“歸零”只會嚴上加嚴。從那天起,王維彬的妻子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。和王維彬一同進入“歸零”作息時間的,有一大批YF-77液氫液氧發(fā)動機研制人員,還有火箭抓總研制單位航天科技集團一院的研制人員、火箭發(fā)動機抓總研制單位航天科技集團六院的研制人員,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,在六院,這是一場全員之戰(zhàn)?!氨仨毤褐Γ酃沧R,攻堅克難,排除故障,讓氫氧發(fā)動機滿血復(fù)活!”院長劉志讓向全院型號戰(zhàn)線發(fā)出院長責任令。對于當事人來說,這次難度極大的“歸零”是在“先天不足”中開始的?;鸺龤埡〕寥肴f丈深海,研制人員掌握的數(shù)據(jù)遠遠不夠。
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)動機工作時的受力情況顯得尤為復(fù)雜。它在高速轉(zhuǎn)動中,負責動力傳輸,將熱能、動能轉(zhuǎn)化為機械能。研制人員一開始是從工藝層面對渦輪泵進行“加固”,渦輪泵設(shè)計師黃克松解釋:“主要是一些局部改進?!?/p>
王維彬的血壓開始升高,嚴重的痛風讓他的雙腿失去了活力,一度只能一瘸一拐地挪向會議室。有時候趕上出差,他坐早上6點的航班離開北京,當天半夜又搭乘紅眼航班回來,吃點安眠藥,第二天出現(xiàn)在發(fā)動機試驗現(xiàn)場。吳平憋不住了:“工作上的事我不過問,就希望你能多睡會兒?!?/p>
偶爾在家里落腳時,王維彬也是沉默不語,一心思考“歸零”工作。長五遙二飛行失利是YF-77發(fā)動機研制人員心里的傷口,大家變得比過去敏感,尤其不希望傷口被觸碰,家人也不例外。他們乃至整個六院的人心里清楚,這也是關(guān)乎中國航天未來的背水一戰(zhàn),要讓各方放心,就必須“干掉”所有隱患。“其實我就希望他能安穩(wěn)睡上一覺?!薄皻w零”期間,吳平盡量不打擾王維彬,只想讓他擠出時間多睡一會兒。她最大的愿望是盼著退休后兩人能手牽手過上自己的生活。幾十年來,兩人還沒一起休假出去玩過?!皻w零”開始后,家庭聚會和朋友聚會里也都少了王維彬的身影。吳平說:“他們這些人,為長五耗盡了心血?!?/p>
“走出了人生中的至暗時刻”
長征五號火箭總指揮王玨曾經(jīng)是航天科技集團六院北京11所的老所長,王維彬大學畢業(yè)后來到這家單位,與發(fā)動機產(chǎn)品日夜相伴,后來跟著王玨一起參與到長征五號火箭的研制中。從1995年應(yīng)用于大型運載火箭的液氧煤油發(fā)動機和液氫液氧發(fā)動機正式進入工程預(yù)研階段,到2016年長征五號首飛,中國的第一枚大火箭研制走過20年風雨,一代人從青春年少熬成了白發(fā)叢生。57歲的王維彬說,YF-77是我國首次研制的大推力液氫液氧發(fā)動機,瞄準的目標推力是當時在役氫氧發(fā)動機的9倍,技術(shù)跨度大。這么多年我們克服了很多困難,有技術(shù)上的、人才上的、經(jīng)費上的、條件上的……事非親歷不知難,這是很多局外人不能理解的。
2018年11月,地面試車失敗后,YF-77發(fā)動機研制團隊開始了第二次“歸零”,找出故障出在氧渦輪泵結(jié)構(gòu)上,重新開展了一系列理論計算、對局部結(jié)構(gòu)進行修改,及試驗驗證等工作,同時發(fā)動機產(chǎn)品的生產(chǎn)、交付、試驗與優(yōu)化工作并行,一切有條不紊。2019年夏天,改進后的發(fā)動機進行了一輪試車,共3次,前兩次一切正常,又到了距離成功只有一步之遙的時刻。最后一次試車,氧渦輪泵還是出現(xiàn)裂紋,渦輪泵局部結(jié)構(gòu)斷掉,發(fā)動機熄火。這讓王維彬和團隊陷入崩潰。王維彬曾把YF-77發(fā)動機的“歸零”工作視為“在黑暗中探索”。誰也沒想到,黑夜會如此漫長。
今年7月,經(jīng)多次論證修改,徹底根除氧渦輪泵“病根”后,YF-77氫氧發(fā)動機進行第三次“歸零”后的試車,一共考核了7臺發(fā)動機。其中,3臺為地面研究性發(fā)動機,2臺用于長征五號遙三火箭發(fā)射,還有2臺用于明年長征五號B遙一火箭發(fā)射。所有發(fā)動機均順利通過考核。9月,長征五號遙二火箭通過“歸零”評審。隨后長征五號遙三火箭劈波斬浪1670海里,12月27日,箭起海之南。發(fā)動機噴管吐出的火焰跳躍上升,黑夜被“燒”開了一個洞,大火箭沖上太空,一群航天人走出了人生中的至暗時刻。
(綜合《中國航天報》12.29,中新社 12.30訊等)