為國(guó)鑄箭
——記長(zhǎng)征五號(hào)助推器總體團(tuán)隊(duì)

為國(guó)鑄箭
——記長(zhǎng)征五號(hào)助推器總體團(tuán)隊(duì)

2016年11月3日，隨著地動(dòng)山搖般的轟鳴，我國(guó)新一代大推力運(yùn)載火箭長(zhǎng)征五號(hào)扶搖而上，直擊蒼穹，宣告我國(guó)進(jìn)入空間的能力進(jìn)入世界頂尖行列。在這個(gè)自媒體時(shí)代，長(zhǎng)征五號(hào)首飛成功的消息迅速刷爆航天朋友圈，這一天，中國(guó)航天科技集團(tuán)公司八院805所的朋友圈被短短一段文字感動(dòng)：十年前我們定下一個(gè)目標(biāo)，為國(guó)家研制新一代大型運(yùn)載火箭。

有一種情懷叫我為國(guó)家造火箭

十年前你在哪，你在干什么，如果讓你重新選擇，你會(huì)不會(huì)依然堅(jiān)持選擇與我國(guó)新一代大型運(yùn)載火箭結(jié)下不解之緣？對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，805所長(zhǎng)征五號(hào)團(tuán)隊(duì)的小伙伴們，都堅(jiān)定地回答了一個(gè)“YES!”

“長(zhǎng)征五號(hào)大型運(yùn)載火箭作為我國(guó)長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭中的新生代，其進(jìn)入空間的能力將比我國(guó)現(xiàn)役運(yùn)載火箭提高2.5倍以上，主要承擔(dān)載人航天空間站任務(wù)和探月三期任務(wù)，是未來(lái)我國(guó)展示天地運(yùn)輸能力的主力火箭?！?05所運(yùn)載主管副所長(zhǎng)梁建國(guó)介紹道，“我們八院主要承擔(dān)了4個(gè)3.35m助推器的研制?！?/p>

“與現(xiàn)役火箭由芯級(jí)全箭支撐不同，按照長(zhǎng)征五號(hào)的構(gòu)型，3.35m助推器將與地面連接并支撐整箭豎立后的全部重量，飛行過(guò)程中，捆綁的4枚助推器提供全箭90%以上的起飛推力，其研制難度可想而知?！?05所產(chǎn)保經(jīng)理張修科介紹道，“早在上世紀(jì)80年代我國(guó)就開(kāi)始了新一代大型運(yùn)載火箭的論證，但是真正立項(xiàng)是十年前的事情?！?/p>

博士畢業(yè)時(shí)，805所長(zhǎng)征五號(hào)總體主任設(shè)計(jì)師李泯江拿了很多offer，但是出于興趣他最終選擇了航天，選擇了火箭。他從長(zhǎng)征五號(hào)型號(hào)立項(xiàng)前的預(yù)發(fā)展階段就參與助推器總體研制工作，經(jīng)歷了助推器從無(wú)到有，從圖紙到產(chǎn)品，從論證到試驗(yàn)，從方案到試樣全過(guò)程的研制工作，在他眼里，助推器已然是他的一個(gè)“孩子”了?！拔业呐畠航衲?歲，比助推器年齡還小，她是助推器的小妹兒，她經(jīng)常自豪地告訴小朋友，我爸爸是研究火箭的！”李泯江博士笑言。

805所總體副主任設(shè)計(jì)師曾文花是個(gè)揚(yáng)州姑娘，都說(shuō)揚(yáng)州出美女，但是美女怎么選擇火箭這么“爺們”的工作？“剛開(kāi)始工作時(shí)什么也不懂，誤打誤撞進(jìn)了研究所，但是航天老前輩們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和深厚的專業(yè)功底深深打動(dòng)了我，他們身上都有一種不受繁華和喧囂干擾的知識(shí)分子情懷，造一枚理想火箭的情懷?！痹幕ㄐπφf(shuō)。

有一種精神叫我喜歡啃硬骨頭

喜歡啃硬骨頭是一種精神？也許熱愛(ài)科學(xué)技術(shù)的航天設(shè)計(jì)師們真是這樣想的，但是一般人肯定覺(jué)得，這不就是傻嗎？805所的設(shè)計(jì)師們真有這股傻勁。長(zhǎng)征五號(hào)3.35m助推模塊的設(shè)計(jì)量并不比一型現(xiàn)役火箭的設(shè)計(jì)量小，新技術(shù)使用比例達(dá)到100%，可以說(shuō)其全身都是硬骨頭。十年間，他們硬是把這塊骨頭啃下來(lái)了。

助推器研制階段每一個(gè)重大節(jié)點(diǎn)會(huì)議上，與會(huì)領(lǐng)導(dǎo)和專家提的最多的就是四個(gè)字“接口復(fù)雜”。這個(gè)接口關(guān)系到底有多復(fù)雜呢？李泯江博士介紹道：“單臺(tái)助推器對(duì)外與7大系統(tǒng)有近80個(gè)接口關(guān)系；助推器內(nèi)部5個(gè)系統(tǒng)間有近400個(gè)接口，涵蓋電氣、機(jī)械和氣液各類接口，涉及近20家單位?！甭?tīng)上去就像一團(tuán)亂麻，萬(wàn)一一個(gè)接口關(guān)系協(xié)調(diào)不到位，后果不敢想象。805所總體設(shè)計(jì)人員開(kāi)動(dòng)腦筋，運(yùn)用表格分類法，從外向內(nèi)，從接口類型到接口功能，明確各個(gè)接口要求，嚴(yán)格控制接口狀態(tài)，最終確保近2000個(gè)助推器接口能夠協(xié)調(diào)匹配。

助推器支撐全箭豎立停放時(shí)的全部重量，首先要解決偏置大集中力的傳遞和擴(kuò)散的難題?！皠傞_(kāi)始我們只考慮了頭錐的大偏置力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，貯箱仍采用了均勻結(jié)構(gòu)，但經(jīng)過(guò)仿真分析后發(fā)現(xiàn)我們實(shí)在想得太簡(jiǎn)單了?！?05所結(jié)構(gòu)主任設(shè)計(jì)師陳鳴亮笑著說(shuō)，“后來(lái)我們分析了整個(gè)助推器的傳力路徑，從助推頭錐到尾段一個(gè)都不放過(guò)，解決難題后的酣暢淋漓，跟打怪晉級(jí)的感覺(jué)是一樣一樣的?！?/p>

助推器動(dòng)力系統(tǒng)“打怪”時(shí)在裝備上著實(shí)動(dòng)了一番腦筋，對(duì)增壓輸送系統(tǒng)采用了主、副路全冗余的設(shè)計(jì)方案?！爸破鞯膭?dòng)力系統(tǒng)采用了高可靠、全冗余、大流量氦氣加溫增壓技術(shù)高度冗余設(shè)計(jì)，保證了一度故障容錯(cuò)能力，也就是說(shuō)如果一個(gè)零件壞了不影響整個(gè)系統(tǒng)的正常工作，提高了動(dòng)力系統(tǒng)的可靠性?！眲?dòng)力系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師姚娜介紹道。

“十年的時(shí)間研制一型火箭，而且是結(jié)構(gòu)如此復(fù)雜、難度系數(shù)這么大的火箭，時(shí)間并不算長(zhǎng)?！睆埿蘅平榻B道，“805所率先開(kāi)展了以數(shù)字樣機(jī)為核心的全型號(hào)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了全箭研發(fā)過(guò)程技術(shù)狀態(tài)數(shù)字化手控，許多問(wèn)題得以提前暴露和解決，大大提高了型號(hào)研制進(jìn)度，降低了風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)?！?/p>

有一種回憶叫吃過(guò)的苦都變成了甜

每一個(gè)長(zhǎng)征五號(hào)人，都有一段屬于自己的長(zhǎng)五研制回憶，但是在首飛成功的一剎那，曾經(jīng)啃過(guò)的骨頭，曾經(jīng)吃過(guò)的苦，都變成了甜，變成人生最美好的回憶。

王晶晶是助推測(cè)量系統(tǒng)副主任師，看上去是個(gè)弱不禁風(fēng)的嗲妹，工作起來(lái)立馬化身“女漢子”，拉電纜、爬塔架無(wú)所不能。每次測(cè)量系統(tǒng)加點(diǎn)后都要對(duì)上千數(shù)據(jù)量進(jìn)行判讀，王晶晶練就了一雙“火眼金睛”，在熱試車試驗(yàn)、合練試驗(yàn)中做到了無(wú)一例錯(cuò)判，無(wú)一例漏判。

高壓電磁閥是增壓輸送系統(tǒng)配套的重點(diǎn)單機(jī)產(chǎn)品，提起第一次振動(dòng)試驗(yàn)，主任設(shè)計(jì)師臧輝至今記憶猶新?！霸囼?yàn)要在振動(dòng)過(guò)程中測(cè)量主閥氣密性，外協(xié)廠家條件有限，我們?nèi)淌苤^(guò)100分貝的噪聲，通過(guò)手持橡膠軟管在酒精中讀泡。試驗(yàn)達(dá)到一定量級(jí)，閥門內(nèi)部響起噼噼啪啪清脆的撞擊聲，盡管清楚這是銜鐵在電磁鐵中自由移動(dòng)時(shí)的撞擊聲，我們的心還是提到了嗓子眼?！弊詈?，電磁閥經(jīng)受住了一次又一次的振動(dòng)試驗(yàn)，廠家的工裝管路卻被振斷了4次。

2013年6月助推模塊的熱試車試驗(yàn)是首飛前的一次大考，相信每一個(gè)長(zhǎng)五人都不會(huì)忘記?！暗孛鏌嵩囓囃屏Ω哌_(dá)2400kN；助推子級(jí)長(zhǎng)度近28m；箭體結(jié)構(gòu)偏心，承力環(huán)與助推器尾段間隙小，單邊理論間隙僅14毫米，助推器與試車臺(tái)吊裝固定采用何種方案，什么情況下需要緊急關(guān)機(jī)？畢竟是我國(guó)第一個(gè)如此大推力子級(jí)的熱試車試驗(yàn)，我們都是第一個(gè)吃螃蟹的人?！?05所計(jì)劃經(jīng)理劉增光說(shuō)。

在選擇助推器與試車臺(tái)連接方式時(shí)，大家的意見(jiàn)出現(xiàn)了分歧，有人提出采用大轉(zhuǎn)接板先裝在箭體，再與試車臺(tái)連接的方案，解決箭體與試車臺(tái)對(duì)接間隙小的問(wèn)題。但是如此大尺寸的轉(zhuǎn)接板成本高，生產(chǎn)和運(yùn)輸也是問(wèn)題。魏家亭啟發(fā)大家要拓寬思路，箭上、地面一起想辦法，最終通過(guò)助推器箭上發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)架由3個(gè)凸塊增加至6個(gè)、地面試車臺(tái)采用局部壓板固定機(jī)架凸塊的方案，實(shí)現(xiàn)了最經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、安全可靠的方案，解決了這一難題。

十年前我們定下一個(gè)目標(biāo)，十年中我們不斷奔跑，人生最美好的不過(guò)三到四個(gè)十年，奉獻(xiàn)給長(zhǎng)征五號(hào)的這十年，將成為每一個(gè)長(zhǎng)五人畢生難以忘懷的經(jīng)歷。