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火箭发射成功 , 大家露出了久违的笑容 。图片来源:中国航天科技集团一院、六院
“成了!”
“有些人笑着笑着就哭了 。 ”
3月12日 , 海南文昌发射中心的指控大厅沸腾了!长征七号A(简称“长七A”)遥二火箭成功发射 , 面对大屏幕上火箭飞行的完美曲线 , 大家的掌声久久不断 , 成功的喜悦洋溢在每个人的脸上 , 有些人难掩激动的泪水 , 笑着笑着就哭了 。
一年前 , 也是在这个指控大厅 , 很多人目睹了长七A遥一火箭的失利 , 那种痛 , 至今回想起来仍然揪心 。
从首飞到复飞 , 从失败到成功 , 研制团队经历了300多个日夜 , 他们是如何走过这段艰难的日子?
【成功|走过至暗时刻:从首飞失利到复飞成功,长七A团队的三百多天】
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垂直转运中的长征七号A遥二火箭 。
“脑子一片空白”
2020年3月16日是长七A火箭首飞的日子 。
火箭发射前 , 试验队组织了抢险队 , 在室外场地随时待命 , 以应对射前各种突发状况 。 考虑到指挥调度第一次执行任务 , 长征七号系列型号办公室副主任田玉蓉有些不放心 , 也盯在抢险队现场 。
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试验队员在确认上塔前的最后状态 。
当看到发动机点火正常后 , 抢险队的任务结束了 , 田玉蓉长长地舒了一口气 , “火箭飞得挺好的” , 她信心满满 。
因为火箭还要飞行一段时间 , 她就与同事一起回指控大厅了 。 半路上 , 她的手机响了 , “飞行曲线好像有问题 。 ”听到这句话 , 田玉蓉的心一下子揪了起来 , 脑子一片空白 , 抬起腿就往指控大厅跑 。 本来没多远的路 , 那一次 , 她却觉得跑得那么漫长 , 仿佛怎么也跑不到头 。
此刻 , 指控大厅里的人已经聚集在型号两总(注:总指挥和总设计师)周围了 , 大家的表情都很凝重 , 他们怎么也想不明白 , 在点火后的162秒内 , 火箭飞行曲线非常完美 , 无论是飞行的高度还是速度都与理论值几乎完全符合 , 怎么突然就出问题了呢?
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试验队员在车间交流工作 。
“需要尽快拿到所有的遥测数据 。 ”跑到大厅后 , 田玉蓉就赶紧联系发射场的同事 , 在深夜一点左右拿到了所有数据 。
那一夜 , 对现场所有人来说 , 注定是一个紧张而又伤感的不眠之夜 。
“我觉得我半年的生命都没了……” , 长七甲火箭副总设计师马忠辉说道 , 从跟产到发射 , 她将大半年的心血都花在了长七甲遥一火箭上 , 失利的打击对她来说是“沉痛的” , 但她当时无暇顾及这些 , 只能和时间赛跑 。
其实 , 很多人都在与时间赛跑:每一个领导和专家在会议室一遍又一遍地看视频 , 判读数据 , 分析原因;型号两总组织各个单位确定各自产品的工作状态……
通过连夜分析 , 大家发现了一个现象 , 助推器氧箱发动机入口处压力不足 , 为什么会出现这个现象?它是“真凶”吗?这些还需要进一步分析 。
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长征七号A火箭复飞成功 , 为火箭后续发展奠定了基础 。
“将故障快速定位和复现”
除了前方的试验队员连夜分析数据外 , 后方的保障团队也是通宵达旦做分析 。 火箭院总体设计部二室、九室和十一室还组织了专门的团队 , 采用3个不同的软件进行背靠背仿真计算 。
陈二锋是总体设计部二室仿真组的副组长 , 火箭失利后 , 他连夜构建整个输送路的流体仿真模型 , 在两天之内就有了初步的结论:助推器氧箱出流口发生了空化现象 , 这可能会导致泵入口压力降低 , 不满足发动机工作的下限要求 。 在此基础上 , 他继续开展仿真分析 , 用了一周时间 , 将输送路的空化发展过程及泵入口压力下跳现象进行了仿真复现 , 最终定位了故障 。
“陈二锋通过理论建模和仿真 , 将故障快速定位和复现 , 对归零工作帮助很大 。 ” 长七A火箭总设计师范瑞祥评价道 。
除了快速定位故障 , 陈二锋还与同事一起 , 通过仿真提出了抑制空化现象的改进方案 , 而且这个方案经过试验验证是有效的 , 并已应用到长七A遥二火箭的任务中 。
在陈二锋看来 , 仿真不仅仅只是用软件建模、获得仿真结果 , 还需要探究背后的科学问题 , 要思考仿真结果为什么是这样?于是 , 在定位故障之后 , 通过进一步的深入分析 , 他提出了出流口空化限流的机理及抑制准则 , 并已形成设计、仿真准则 , 指导后续贮箱出流设计 。
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试验队员在清澜港码头组织火箭卸船 。
“尽快归零就是我的责任”
当故障问题越来越明朗 , 并逐渐聚焦到动力系统时 , 动力总体专业的设计师们心里五味杂陈 , 有的人成宿地坐在机房里看数据 , 反复问自己为什么没有考虑到空化问题?
型号领导见此情景 , 劝解他们说 , 这是专业认识的问题 , 是大家都没有认识到的深层次问题 , 跟个人没有关系 , 要正确看待它 。 但是每个人依然都觉得有责任快速分析并解决问题 。
仿真分析定位了故障 , 但光有理论分析还不够 , 要通过试验加以验证 。 归零时间紧迫 , 总体副主任设计师邵业涛与动力总体设计师王铁岩用了10天时间完成了通常要一个月才能做完的缩比试验 , 对理论分析的结果进行了很好的验证 。
结果圆满 , 试验过程却百般曲折 。 当时受疫情影响 , 很多高校因为学生没有返校 , 或者工厂停工停产 , 不具备做试验的条件 , 他们就四处联系 , 最终在外地找到了能够承接试验的高校 。 可试验系统怎么搭?试验方法如何制定?因为缺乏相关的经验 , 这些难题又摆在了他们的面前 。 邵业涛和王铁岩摸着石头过河 , 一边做试验 , 一边分析数据 , 同时还要不断调整试验方案 , 把时间无限细分 , 把效率不断提升 。
其实 , 在那段不分昼夜的归零日子里 , 团队的每个人都在超常付出 。 试验队回到北京后 , 按照当时的疫情防控政策 , 大家需要居家隔离14天 。 但时间不等人 , 每个人都迫切希望尽快完成归零 , 开展下一步工作 。 于是 , 型号队伍提出了“集中隔离”的要求 , 将40多名核心人员安排在长征宾馆住下 , 并在仿真楼安排了独立的办公室供他们使用 。
自此 , 大家搭乘班车 , 每天往返于长征宾馆与仿真楼之间 , 过着两点一线的生活 , 没有休息 , 一直干 。 他们认为“尽快归零就是我的责任” , 每天对着电脑 , 一遍又一遍地看数据、看视频 , 把数据汇成曲线 , 再进行纵向比对、横向比对 , 分析每一个细节 , 生怕遗漏某个异常环节 , 影响故障定位 。
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长征七号A遥二火箭组织出厂测试 。
“越困难越团结越努力”
2020年4月初 , 在完成故障定位后 , 型号两总提出:要组织长七A遥二火箭复飞 , 在2020年底 , 完成产品准备 , 让火箭具备出厂条件 。
听到这个消息后 , 田玉蓉找到两总 , 说出了自己的想法 。 她说 , 研制团队同时承担着长七火箭的发射任务 , 今年的两次空间站任务不能有半点耽误和闪失 , 在不到一年的时间里 , 又加一发火箭的产品 , 难度太大了 。 但听完两总的想法 , 她明白了 , “失利之后 , 只有尽快完成复飞 , 才能鼓舞队伍的信心 , 让队伍从失利的影响中走出来 , 扭转被动的局面 。 ”
“只要决策这么干 , 我一定竭尽全力去抓产品 。 ”田玉蓉跟两总说道 。 于是 , 她第一时间通知各大系统 , 让每个系统马上梳理计划安排 , 在保证空间站任务计划的前提下 , 于2020年底之前 , 完成一发箭的准备 。
田玉蓉介绍 , 生产一发箭 , 从头开始到具备发射条件 , 需要两年时间 。 但是2019年 , 院里提出了“新百发批产”的思路 , 各大系统提前投产 , 使这次任务具备了一定的基础 。 但即便这样 , 在不到一年的时间里生产一发箭 , 压力还是很大的 。
“这个团队真的很让人感动 , 越困难越团结越努力 , 针对当时的情况 , 各单位都有难度 , 但是大家都表态一定会朝着这个目标尽最大努力 。 ”田玉蓉说 。
“其实 , 当听到复飞的消息后 , 我们心里都挺高兴的 。 首飞没成 , 觉得很遗憾 , 对成功的渴望也更加迫切 , 虽然任务艰难 , 但我们会想办法解决 。 ”控制系统主任设计师孙海峰说道 。
在电缆网已经通过验收的情况下 , 总体设计部提出了可靠性提升的改进措施 , 12所积极配合 , 加班加点更改电缆网 , 用20天时间完成了原本需要40天的控制系统综合试验 。 不仅如此 , 当针对一个极端工况需要做试验验证时 , 在实验室不具备条件的情况下 , 孙海峰带领团队专门制定了方案 , 搭建了一个专项试验系统 , 完成了试验 。
“只要型号有需求 , 只要对火箭好 , 我们都会全力配合 。 ”孙海峰说 。
生产一发箭 , 伺服产品从生产齐套、装配、装调到验收交付通常需要半年的时间 , 但为了满足型号复飞的进度要求 , 通过统筹安排和周密策划 , 这次只用了3个月的时间 。 “这离不开机关各部门的大力协同 , 设计、工艺人员的跟产跟试 , 以及一线人员加班加点地辛苦付出 。 ”伺服系统型号主任设计师陈克勤说道 。
伺服机构装配员赵建华 , 在去年4月至6月期间 , 没有休过周末 , 一直奋战在一线 。 他说 , 因为经历了失利 , 工作中更加细心 , 凡事都要做到“让自己放心” 。
没有比团队更强的队 , 没有比团结更紧的结 。 在各单位团结协作、大力协同下 , 2020年12月30日 , 长七A遥二火箭完成了出厂评审 。
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试验队员在火箭组装现场工作 。
“坚持就能挺过去”
在长七A遥二火箭研制过程中 , 团队不光只是准备了一发箭的产品 , 还进行了28项地面试验和74项技术状态更改 , 除了对影响飞行失利的技术状态进行更改 , 还通过开展200多项的“三再”工作 , 找到薄弱环节 , 进行改进 。
总体设计部三室强度组副组长吴浩 , 在“三再”工作中 , 完成了长七A火箭二级发动机机架和二级煤油箱联合强度分析与静力试验验证 , 试验结果与理论预示结果非常吻合 。 范瑞祥说:“能够做到这一点很不容易 。 ”
长七A遥一火箭的飞行视频 , 吴浩看了上百遍 , 那些画面 , 她至今仍历历在目 。 通过视频和遥测数据 , 她创新开展了多系统联合精细化的有限元仿真分析 。 刚开始 , 因为模型十分庞大 , 计算一次需要24小时 , 时间太长 , 她就不断重建、细化模型 , 10天之内开展了近百次的分析 , 甚至出现了“鼠标手”的症状 , 最终将模型计算时间从24小时缩减到3至4个小时 。 通过仿真分析 , 她提出二级发动机机架在异常三级工况下存在破坏的风险 。
“一石激起千层浪” , 这个结论一出 , 就遭到了很多专家的质疑 。
“我心里也打鼓 , 毕竟这是第一次对非我院的产品开展跨界研究 , 我们对产品的了解是有限的 。 ”但既然发现了潜在的风险 , 就要插杆见底 , 吴浩要进一步通过试验来验证仿真结果 。
走别人没走过的路 , 就意味着要逢山开路、遇水搭桥 。 发动机载荷工况众多 , 全部因素组合起来高达近百种 , 而以前试验的原始工况也就十几种 。 试验系统如此庞大、复杂 , 过程中如果出现试验件被破坏 , 没有时间再做新的试验件 , 这对长七A遥二火箭的复飞将产生影响 。 为此 , 吴浩通过仿真将近百种工况缩减到10种 , 并用非常精细化的仿真预测结果 , 让每一个试验都在控制之中 , 最终用了14天完成了一般需要两三个月才能做完的试验 , 而且仿真结果与试验符合度高达98% 。 原本对仿真结果不认可的专家 , 在现场看了试验后说:“吴浩 , 你算得是对的 , 我们同意更改产品 。 ”
没有谁天生就神通广大 , 有的只是普通人拼尽全力 。 去年 , 吴浩基本没有休过周末 , 晚上加班太晚干脆就睡在办公室 。 “全年都是这个节奏 , 你没想过要把工作分出去一点吗?”“虽然工作量大 , 但还不需要调整 , 我能承受 , 毕竟还有睡觉的时间 , 如果连睡觉的时间都没有了再调整 。 我把这种状态看成是‘中长跑’ , 坚持就能挺过去 。 ”吴浩说 。
失败不是“魔咒”
每个全力以赴的身影都是团队奋斗的缩影 。 研制团队为了同一个目标 , 舍小家为大家 , 舍小我成大我 , 坚持奋战在岗位上 。
动力总体设计师周宏2020年春节就主动留在试验队值班 , 没有回家 。 回到北京后 , 领导没有安排她参加归零团队 , 她本可以回家隔离 , 早点见到孩子 , 但是她主动申请参加归零 , 回京后直接住在了长征宾馆 。 “我觉得这时候肯定需要人 , 我想要跟大家一起去解决问题 。 ”将近3个月没有看到孩子 , 她很想念 。 刚上小学的孩子也很依恋妈妈 , 每天都会视频 , 让妈妈讲故事 , 经常是听着听着就睡着了 , 有时候赶上妈妈忙 , 要写报告 , 孩子就会说:“你写吧 , 我只要看着你就行 。 ”无言的视频 , 孩子也很满足 。
箭体结构副主任设计师姚瑞娟 , 家住在六营门小区 , 在集中隔离、办公期间 , 每天坐着班车从家门口路过 , 却一直没有回家 。 年幼的孩子知道妈妈回京了 , 整天嚷嚷着要见妈妈 。 “我带孩子到六营门看看你 , 行吗?”姚瑞娟的丈夫打电话问道 。 于是 , 一家三口约好了时间 。 当班车从六营门进院里时 , 姚瑞娟靠着窗户远远地看到了孩子 , 招手的瞬间眼泪哗一下就流了出来 , 是思念 , 也是压力的释放……
长七甲火箭总指挥孟刚说:“累、苦、难是型号队伍这一年来的主要特点 , 每走一步都很不容易 , 但是大家具有顽强毅力 , 做到忍耐坚定 , 越战越勇 , 不屈不挠 , 为了让国家有一型新的航天运输装备 , 大家真的是拼了 。 ”
春夏秋冬四轮回 , 艰苦奋斗迎甘来 。 又是一年春暖花开 , 长七A火箭研制团队终于迎来了期盼已久的成功 。
研制团队虽然经历过失利 , 但对他们而言 , 失败不是“魔咒” , 而是推动发展的“催化剂”;逆境不是绝境 , 而是磨砺意志的“试金石” 。 在过去的一年里 , 他们将挫折踩在脚下 , 咬紧牙关、坚定信念、不畏艰难 , 在决战决胜的战场 , 终于打了一场漂亮的翻身之战 , 带动了我国运载火箭的全面更新换代 , 完善了我国航天运输装备体系 , 为航天强国的建设贡献了力量 。
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