揭秘:长征五号重生的背后故事


发布时间:2019-12-30 17:47:13


  被誉为我国航天之父的钱学森从前说过:科学实验假如次次都能成功,那又何须实验呢?经过波折和失利,会使咱们变得更聪明。


  长征五号的“凤凰涅槃”之旅,便是眼下一个最好的例子。


  两年前,长征五号第2次发射遭受失利,这则音讯像阴霾一样笼罩在国人心头,并一度引发质疑。现在,这枚我国最大火箭历时900多天“浴火重生”,再次出征。


  12月27日,伴随着一阵震天撼岳的轰鸣声,长征五号在文昌航天发射场敞开了它的第三次飞翔之旅,一团耀眼的火焰簇拥着大火箭“华丽回身”,飞出天边。终究,使命宣告成功,这枚大火箭蛰伏两年,总算意气昂扬!


  一飞冲天的背面,可以用“好事多磨”来形容。用我国工程院院士、我国航天科技集团一院长征系列火箭总规划师龙乐豪常挂在嘴边的话说,“失利是差一点的成功,成功是差一点的失利”——过去两年900多天的日日夜夜,我国航天人每时每刻都不敢掉以轻心。


  触目惊心2小时43分钟


  长征五号是一枚从一出生就注定不平凡的火箭,它寄托了太多人的愿望和夙愿。长期以来,谈及我国的某项技能或某个范畴的发展,人们现已习惯用“大而不强”来形容。但航天正在将这种说法打破,而打破这种说法的第一拳便是长征五号——相当于“航天强国”的入场券。其研发难度可想而知。


  早在1986年,我国就现已展开了新一代运载火箭的证明,从上世纪90年代中期开端,针对新一代火箭发动机的研究提上日程。2016年,经过30年证明研发的新一代大火箭——长征五号首飞成功,万众瞩目。


  但是,首飞成功的背面,也有“差一点失利”的插曲。


  胡旭东是长征五号首飞使命01指挥员。他至今记得,那是2016年11月3日,发射时刻从原定的18时整,推迟到20时43分。其间阅历令人窒息的6次时刻重置,乃至一度面临发射使命被逼撤销的检测。


  观看发射的人们因此记住了那“有惊无险”的特殊时刻,也对这枚拉开我国大运载时代序幕的火箭多了几分直观的知道。


  时刻回拨到当天17时30分,测发大厅气氛突然严重起来,数百名科技人员的目光一齐投向大屏——由于火箭一级循环预冷泵无法正常发动,火箭“发烧”了。此时大屏上显示的温度是238K,远高于110K的起飞标准……


  据胡旭东回想,这时使命指挥部研究决议,假如到了19时30分,发动机预冷作用还达不到发射条件,将发动推进剂泄回程序,撤销此次发射使命。


  19时28分,间隔“底线”时刻仅剩两分钟,发动机温度降至预订值,火箭成功“退烧”。


  “设定焚烧时刻为20时40分。”胡旭东大大地呼出了一口气。但是,即便是临发射前的终究关头,紧急状况却一再发作。


  20时40分,间隔终究发射仅余1分钟,胡旭东刚下达“1分钟预备”口令,突然听到操控体系指挥员韦康发出“我国航天史上最牛的口令”:“01,间断发射!”


  “怎么回事?”


  这一刻,胡旭东不由自主地站起来,脱口而出问了一句。


  发射前10秒,胡旭东开端倒计时计数,突然又接到韦康“请稍等”的恳求。


  “间断发射!”胡旭东叫停了发射程序,再一次组织排查毛病原因。问题终究得以处理。


  “焚烧”口令总算下达,火箭腾空而起。


  人们喝彩的背面,包括胡旭东在内的航天人开端整理剖析发射数据,他们要面临的是63万条原始数据——这些关乎着我国大火箭下一次能否依旧“转危为安”。


  猜到了开头却没猜到结局


  长征五号的前两次发射使命,龙乐豪都在现场。他一个明显的感受是:第一次发射使命虽然成功了,但是起飞前3小时的“跌跌撞撞”好像更触动人心,他说:“这也是难免的,究竟这是一枚全新的火箭,状况太杂乱。”


  相应地,第2次发射,对很多在现场的人来说,“本来称得上十分顺畅”。“起飞前不像长征五号遥一(即第一次飞翔使命,记者注,下同)那样触目惊心。”龙乐豪说,遥二的发射现场,开始几分钟“要平静得多”“要好得多”。


  他当时还在想,“这或许是有了第一次的弯曲阅历,暴露出一些问题,继而做了很多改善作业,有阅历了,心态比较平稳”。


  的确,长征五号从文昌航天发射场第2次起飞之后,前面几分钟的飞翔全部正常。但飞翔300多秒后,问题呈现了。


  “突然之间,(长征五号)飞翔曲线就不大仇人了……”在文昌航天发射场测发大厅,龙乐豪从大屏幕上看到,曲线不是依照他们预订的方向往上跑,而是在往下“掉”。


  他心头一紧:飞翔曲线往下掉,就意味着火箭在逐渐失去推力,推力不够,火箭就没有加速度,就不能克服重力场的作用。


  “那时,我预感到‘完了’,这一次发射要失利了……”龙乐豪说。


  测发大厅一片幽静。


  一位在现场的测控队员告知记者,他们的心,就像大屏幕上的飞翔曲线一样,“一直往下掉”,很多人都静静流下了眼泪。


  当晚,新华社发布了使命失利的快讯。


  “这个结果,是谁都不愿定见到的。”龙乐豪说,他很快就告知自己,科学实验失利在所难免,当下要做的是如何赶快找出毛病原因,采纳办法,争夺尽早复飞,用实际行动再次证明咱们的火箭是可信任的。


  那一晚,龙乐豪从测发大厅离开时,并没有和现场的航天晚辈有过多的交流。但他信任,这些年轻的航天人有能力顶住压力。“现在看起来确实也是这样,他们并没有被困难所压倒——压趴下,仍然站了起来!”龙乐豪说。


  又是发动机究竟难在哪


  2018年4月16日,国家航天局对外发布长征五号遥二火箭毛病查询状况,其间说到,长征五号遥二火箭飞翔至346秒时突发毛病。


  毛病原由于芯一级液氢液氧发动机一分机涡轮排气装置在杂乱力热环境下,部分结构发作反常,发动机推力瞬时大幅下降,致使发射使命失利。


  发动机,又是发动机,是的,这个曾一度刺痛国人的航空范畴关键技能的字眼,这一次在航天范畴成了“绊脚石”。


  大火箭,天然离不开大推力,而大推力,就离不开发动机。在长征五号之前,我国现役火箭发动机单台推力最大只要70吨左右,想要发射超大型航天器,就显得“力不从心”了。


  新型的大推力发动机应运而生。依据我国航天科技集团六院党委书记周利民的说法,经过15年不懈攻关,8台全新研发的120吨液氧煤油发动机,被装配在长征五号的4个助推器上,4台全新研发的氢氧发动机,则在一级和二级火箭上各装配了两台。


  他有一个形象的说法,研发发动机的难度就像攀爬珠穆朗玛峰,“一些外国专家说,即便咱们规划出来,咱们也不行能把它制造出来。”这其间,遥二使命呈现毛病的氢氧发动机,更是“难上加难”。


  周利民至今记得,面临全新的发动机,研发团队开端了废寝忘食的科技攻关,几十种新资料、100多种新工艺一一被攻克。但是,发动机的起动成为最大的绊脚石。


  他说,起动阶段整个发动机处在不稳定的动态过程里,由于转速从停止状况转到几万转,温度要从低温状况进入到高温状况,咱们的操控时序都是以毫秒级来操控动作的,任何一个动作配合不好,没达到料想的结果都或许导致失利。


  开始让研发团队备受打击的是,长征五号首飞所用的发动机样机研发出来后,其试车结果接连4次均遭失利:两次起动爆破,两次燃气体系焚毁。


  周利民说,这些对整个研发部队、规划部队的信心打击十分大,“很多人做梦都梦见爆破的场景,吃不下饭,睡不好觉”。


  揪出“魔鬼”消除“敌人”


  而这些,还仅仅我国航天人在发动机研发阶段所遭受的“痛不欲生”。长征五号遥二使命失利后,这些人面临的压力变得更大,他们乃至将呈现毛病的发动机问题称之为“魔鬼”。


  我国航天科技集团六院一位实验队员告知记者,为了揪出“魔鬼”,消除“敌人”,研发团队这两年多承受的折磨、困苦、弯曲、质疑,史无前例。所阅历的磨炼、拼搏、斗争、攻关,也是研发前史中罕见的。特别是那些躲藏很深的“魔鬼”,战役之严重之杂乱,更是史无前例。


  “‘魔鬼’时不时突然冒出来,遮盖研发团队的视线,乃至把他们逼进了伸手不见五指的无边深渊。但研发团队并没有被漆黑所吓倒,没有被击垮。”周利民说。


  据我国航天科技集团六院的统计,仅2019年二三季度,该院北京11所氢氧发动机研发团队累计加班就达到2.3万小时,总算揪出了躲藏在发动机身上的“魔鬼”,消除了负隅顽抗的“敌人”,排除了危险,消除了毛病。


  长征五号火箭总规划师李东告知记者,长征五号遥二火箭失利后,经过100余天的毛病排查与定位,以及180余天的实验验证,失利的原因总算确认。尔后,依据毛病查询的定论,研发团队对芯一级氢氧发动机进行了规划改善,从结构、资料和工艺等方面都采纳了相应的改善办法,提高了对飞翔环境的适应性。


  毛病原因找到了,查明晰,也改善了。全部看起来都是那么的顺畅。


  但是,新问题又来了。


  归零过程好事多磨


  2018年11月30日,改善后的芯一级氢氧发动机,在长程试车过程中呈现问题。


  李东告知记者,这一次航天人反应更快,依据毛病原因,研发团队对发动机的部分薄弱环节进行了改善,提高了结构的动强度裕度。


  2019年3月29日,发动机试车毛病的归零作业及改善验证悉数完结——两次长程试车验证顺畅经过,第2次的问题就这样处理了。


  但很快,他们就迎来了第三次“遭受战”。


  2019年4月4日,在长征五号遥三火箭的总装作业进入到终究阶段时,一台用于后续使命的芯一级氢氧发动机,在实验数据剖析过程中,呈现了“反常振动频率”。


  真可谓好事多磨,再次验证了那句话:科学探究的路途历来不是坦道。


  “不带一丝疑虑上天!”李东说,研发人员顺藤摸瓜,找到了问题的“症结”所在——发动机部分结构,对杂乱力热环境十分灵敏,容易引起共振,一旦激发,不易衰减。


  2019年7月,研发人员完结了对发动机的结构改善,并完结了十几次大型地面实验。


  至此,困扰长征五号两年多的发动机问题,总算排查完毕。


  依据我国航天科技集团一院的统计,长征五号从2017年7月2日遥二失利,到2019年12月27日遥三发射成功,历时908天,累计进行了40余次关键技能实验。


  908个日夜,无数次跌倒后又重新爬起。而最大的“硬骨头”——氢氧发动机,也在两年多时刻里完结了凤凰浴火、涅槃重生。


  依照龙乐豪的说法,900多天,这样的间隔时刻——超出了使命失利后再进行后续飞翔的周期,在长征火箭的前史上是归于比较长的,他形象里乃至还没有间隔这么长时刻的“归零”。


  “咱们当然期望间隔时刻缩短一点,但科学研究不行能随主观愿望改动。”龙乐豪说,长征五号遥二火箭的失利,是在杂乱力热环境相互作用下,发动机某一零部件组件呈现失效——这个问题躲藏得比较深,大多数状况下不呈现,仅仅偶然呈现,但是一旦呈现,便是“灾难性的结果”。


  在他看来,这次“归零”,总算把这个捣蛋的“魔鬼”逮住,虽然耗费时刻长,却值得。


  “咱们都憋着一股气”


  事实上,揪出“魔鬼”,“再造”发动机,并非几个团队就能完结。


  我国航天科技集团六院北京11所副所长颜勇告知记者,长征五号遥二火箭发射失利,把拥有“金牌动力美誉”的液体动力作业推向了风口浪尖,芯一级大推力氢氧火箭发动机呈现的毛病,让发动机研发部队承受了反常巨大的压力与检测。该所凭借集团和六院的力气,利用全部有效资源,展开归零作业——可以说,这是一场技能攻关的“全国大联合”。


  “我第一次见到这么多院士齐聚一堂!”北京11所质量主管吕威说,他形象最深刻的一次评审,有25位院士和5位大学教授作为特邀专家来到现场,听取发动机研发作业状况,提出定见建议,体系内的近60位领导专家也参与到交流讨论中。


  事实上,两年前的使命失利之后,很多人也在跃跃欲试,等待重归“战场”,大显神通。


  “假如波折遮蔽了前路的光亮,那就用不悔的初心举火夜行!”文昌航天发射场发测站体系指挥员陈吉伟告知记者,没有懊丧和气馁,大家都憋着一口气,各个体系、各个岗位重整旗鼓、从零开端,立即投入火箭复飞的预备中。

 揭秘:长征五号重生的背后故事

  一次又一次地推演流程,一项又一项地料想回想,一遍又一遍地操作演练。发测站某体系空气压缩机运转不是很稳定,设备厂家反复做了数十次改善实验,问题仍然存在。


  有很多人都劝陈吉伟,“又不是制约性因素,差不多就行了”。但他的回答却不依不饶,“影响使命的因素,就得不打折扣,处理究竟!”


  现在,长征五号总算打赢这场“翻身之战”,它也成为我国航天2019年最具标志性的使命。而这,不只是由于它决议着后续嫦娥五号、载人空间站和首次火星勘探等重大工程使命的执行,更在于它将科学实验由失利走向成功的过程,以这样一种直观的方法呈现到公众面前,让人为之触动,让人为之惊叹。


  除了钱学森的那句话,阿尔伯特·爱因斯坦也有过一句被科学界奉为圭臬的“金句”,大意是:一个人在科学探究的路途上,走过弯路,犯过过错,并不是坏事,更不是什么耻辱,要在实践中勇于供认和改正过错。


  长征五号做到了。我国航天人做到了。



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