我们与飞天梦的故事

作者:张娟娟 尚驰 王莹 撒文昭

□张娟娟 尚驰 王莹 撒文昭

2003年10月15日,长征二号F运载火箭将航天员杨利伟送入太空,中国载人航天首飞圆满成功。20年来,从多年一发到一年多发、从一人一天到多人多天、从舱内实验到出舱活动、从单船飞行到组合体稳定运行……中国人突破了一大批具有自主知识产权的核心技术,跨越了发达国家近半个世纪的发展历程。这20年,满载着很多人的青春、奉献和拼搏,满载着航天人和飞天的故事。

极尽细致,托举飞天梦想

20年过去,谈起当年第一次执行载人航天发射任务,航天科技集团一院长二F遥五火箭控制系统指挥颜国清依旧记忆清晰。

“火箭点火升空后,我一直盯着大屏幕,心都提到了嗓子眼。”颜国清说,“直到火箭升空100多秒后,我看到杨利伟眨了眨眼睛,悬着的心才放下。”看似短暂的100多秒,对所有火箭研制团队人员来说,被无限拉长了。那是长二F火箭第一次执行载人发射任务,为保证万无一失,研制团队不放过任何可能出现风险的环节,细致到连测控大厅主机的插线板都做足了冗余措施来应对几率微小的意外断电。

同时,还有许多可靠性保障工作融入了日常。颜国清说:“长二F火箭是长征火箭家族第一个应用冗余系统的火箭,以控制系统为例,在设计和测试过程中不但要保证各项功能的实现,还要通过人为注入故障来测试冗余设置是否有效。”

就是这样周全的考虑和严苛的考核,造就了“神箭”——长二F火箭。执行完长二F遥八任务后,颜国清离开长二F火箭研制团队,去了其他型号队伍,但在长二F火箭研制过程中养成的习惯却一直伴随着他。“不放过任何疑点,要么给出合理解释,要么就彻底解决。”颜国清说。

让更多航天员舒适上太空

“在长二F遥六火箭发射前,我们针对让航天员飞天时‘难以承受’的26秒做了大量工作。”一院702所主管试验师于亮回忆,“拿到长二F遥五火箭飞行相关数据后,我们就扎进了数据的海洋,不停地分析测算,初步判断是因为燃料与火箭结构的振动频率接近,发生了结构与液体耦合的发散振动。”

在不到30天的时间里,一院相关团队设计出了验证方案,要让问题复现。前期,于亮和同事们先在实验室里用水模拟燃料试验,给燃料管加载不同频率的振动,记录水的振动频率。数月的试验和分析后,试验“阵地”转到了室外的液压台上,试验用的水也变成了火箭燃料。当时,北京下着大雪,大家就用篷布简单搭了一个办公室。问题最终完美复现,证明的确是火箭飞行中产生了POGO振动引起航天员不适。

根据试验结果,团队对长二F遥六运载火箭上的蓄压器等进行了系列改进,振动量级和时间都降低了。成效显著,但航天人没有停下脚步,直至火箭不再产生POGO振动。航天员聂海胜从太空归来后说:“我们乘坐的火箭非常舒适,几乎感觉不到振动。”

从“不适”到“感觉良好”,一院职工在火箭性能提升上始终坚持“没有最好,只有更好”。

用时间雕琢更完美的成功

火箭发射密度越来越高却依然保持万无一失的战绩,得益于那些用时间雕琢完美的日子。长二F火箭控制系统设计师朱源说:“曾经,我们两三年才执行一次发射任务,任务间隙的大量时间,我们都在精心雕琢、精细打磨。”

火箭研制人员的精雕细琢换来发射圆满成功,研制人员也继续为火箭制定更高目标。2006年,为满足载人交会对接任务,长二F火箭开始全面迭代升级,控制系统要开展大量全新的软、硬件可靠性设计。虽然顶着巨大的压力,但每个人对研制过程中的问题都一丝不苟,严格得近乎吹毛求疵。

朱源回忆了一件“小事”:改进研制工作初期,团队在测试中发现,由于控制系统单机多而杂,加电瞬间,系统预充电存在电流过大的问题。“其实,预充电不会影响发射任务,但经过讨论,大家还是决定优先解决这个问题。经过反复试验,我们监测了各单机上电瞬间的电压和电流,最终很好地控制了上电瞬间预充电电流,让系统的供配电更加优化安全。”朱源说。

严把细节关的日常,一院职工愿意在看似不大的问题上花时间和心血,不遗余力保成功。

让托举的“双手”更可靠

长二F火箭的发射平台是我国第一型活动式发射平台,自1999年长二F遥一火箭发射起,它就像一双有力且可靠的双手,托举、见证着这型火箭的每一次成功。

任晓伟是长二F火箭活动发射平台总体设计师,他曾见证过同事们为提升平台可靠性所做的努力。2009年,研制人员根据最新需求,对技术细节进行了持续改进、完善,更新研制发射平台的电气系统、液压系统、驱动控制系统,提升整体可靠性。“那段时间,办公室的同事们总出差,偶尔回来也是电话不断。”任晓伟回忆。

更新改造完毕后,长二F火箭活动发射平台更稳妥可靠了。2019年,长二F火箭活动发射平台进入了大修期,面对新任务、新要求,任晓伟切实感受到发射平台大修的责任之重和工程量之大。平台整体顶升,主体结构件现场检测修整,电气、液压、驱动系统等数百台产品全部更新换代,在一年不到的时间内,发射平台大修团队为确保空间站建造阶段飞行任务稳妥可靠、万无一失,完成了两个发射平台的大修。

发射平台检修工作临近交付时,正值酒泉卫星发射中心气温低的时候,任晓伟和同事们在露天平台上,回装、检测着仪器设备,冷冽的寒风下,他们的脸冻得僵硬。但想到之后长二F火箭将从更可靠的发射平台上顺利起飞,他们心里又总是涌起一股热流。

适应更快节奏的发射任务,长二F火箭的每名研制人员都在自己负责的领域里不断追求“完美”。

“应急”更要稳

自空间站建造阶段起,长二F火箭以“发射1发、备份1发”“滚动备份”的新模式,为航天员的生命安全上了“双保险”,同时也给长二F火箭研制队伍提出了全新挑战。

长二F火箭总体副主任设计师秦曈经历了2016年的发射任务和空间站建造阶段的几次发射任务后,明显感受到整个团队研制节奏越来越快,这不仅是因为新发射模式,更是一年多发高频率发射任务的要求。编制应急救援实施方案、合并精简测试流程、制定应急转正常检查标准……秦曈和同事们通过多种方式缩短发射周期。

怎样在快节奏下保持一贯的可靠性?秦曈回答:“设置‘学习岗’让走上发射场岗位的人都是‘熟练工’,各项操作更可靠;严格把控火箭技术状态变化、全面的影响域分析让每次技术更改都更有的放矢。”改进背后是大量超常工作的累积。“值班”火箭长时间竖立是否影响箭上各系统可靠性?仅这一项,秦曈和同事们就研究论证、技术攻关试验了数轮,才确认火箭不会受到影响。

在长二F遥十二火箭发射前,研制团队就完成了遥十三火箭的基础级、整流罩(半罩)和逃逸塔总装测试,并封存于厂房内“应急值班”,随时准备应急发射。

飞天梦的故事,是一院干部职工的记忆,也是他们的日常,这里有很多研制团队的第一次,也是长二F火箭研制团队工作不断提速的每一次。