一位在現(xiàn)場的測控隊員告訴記者，他們的心，就像大屏幕上的飛行曲線一樣，“一直往下掉”，很多人都默默流下了眼淚。
當(dāng)晚，新華社發(fā)布了任務(wù)失利的快訊。
“這個結(jié)果，是誰都不愿意見到的。”龍樂豪說，他很快就告訴自己，科學(xué)試驗失敗在所難免，當(dāng)下要做的是如何盡快找出故障原因，采取措施，爭取盡早復(fù)飛，用實際行動再次證明我們的火箭是可信任的。
那一晚，龍樂豪從測發(fā)大廳離開時，并沒有和現(xiàn)場的航天后輩有過多的交流。但他相信，這些年輕的航天人有能力頂住壓力。“現(xiàn)在看起來確實也是這樣，他們并沒有被困難所壓倒——壓趴下，仍然站了起來！”龍樂豪說。
又是發(fā)動機 到底難在哪
2018年4月16日，國家航天局對外發(fā)布長征五號遙二火箭故障調(diào)查情況，其中提到，長征五號遙二火箭飛行至346秒時突發(fā)故障。
故障原因為芯一級液氫液氧發(fā)動機一分機渦輪排氣裝置在復(fù)雜力熱環(huán)境下，局部結(jié)構(gòu)發(fā)生異常，發(fā)動機推力瞬時大幅下降，致使發(fā)射任務(wù)失利。
發(fā)動機，又是發(fā)動機，是的，這個曾一度刺痛國人的航空領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的字眼，這一次在航天領(lǐng)域成了“絆腳石”。
大火箭，自然離不開大推力，而大推力，就離不開發(fā)動機。在長征五號之前，我國現(xiàn)役火箭發(fā)動機單臺推力最大只有70噸左右，想要發(fā)射超大型航天器，就顯得“力不從心”了。
新型的大推力發(fā)動機應(yīng)運而生。根據(jù)中國航天科技集團(tuán)六院黨委書記周利民的說法，經(jīng)過15年不懈攻關(guān)，8臺全新研制的120噸液氧煤油發(fā)動機，被裝配在長征五號的4個助推器上，4臺全新研制的氫氧發(fā)動機，則在一級和二級火箭上各裝配了兩臺。
他有一個形象的說法，研制發(fā)動機的難度就像攀登珠穆朗瑪峰，“一些外國專家說，即使我們設(shè)計出來，我們也不可能把它制造出來。” 這其中，遙二任務(wù)出現(xiàn)故障的氫氧發(fā)動機，更是“難上加難”。
周利民至今記得，面對全新的發(fā)動機，研制團(tuán)隊開始了夜以繼日的科技攻關(guān)，幾十種新材料、100多種新工藝一一被攻克。然而，發(fā)動機的起動成為最大的攔路虎。
他說，起動階段整個發(fā)動機處在不穩(wěn)定的動態(tài)過程里， 因為轉(zhuǎn)速從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)到幾萬轉(zhuǎn)，溫度要從低溫狀態(tài)進(jìn)入到高溫狀態(tài)，我們的控制時序都是以毫秒級來控制動作的，任何一個動作配合不好，沒達(dá)到預(yù)想的結(jié)果都可能導(dǎo)致失敗。
最初讓研制團(tuán)隊備受打擊的是，長征五號首飛所用的發(fā)動機樣機研制出來后，其試車結(jié)果連續(xù)4次均遭失?。簝纱纹饎颖?，兩次燃?xì)庀到y(tǒng)燒毀。
周利民說，這些對整個研制隊伍、設(shè)計隊伍的信心打擊非常大，“很多人做夢都夢見爆炸的場景，吃不下飯，睡不好覺”。
揪出“魔鬼” 消滅“敵人”
而這些，還只是中國航天人在發(fā)動機研制階段所遭遇的“痛不欲生”。長征五號遙二任務(wù)失利后，這些人面對的壓力變得更大，他們甚至將出現(xiàn)故障的發(fā)動機問題稱之為“魔鬼”。
中國航天科技集團(tuán)六院一位試驗隊員告訴記者，為了揪出“魔鬼”，消滅“敵人”，研制團(tuán)隊這兩年多承受的煎熬、困苦、曲折、質(zhì)疑，前所未有。所經(jīng)歷的磨礪、拼搏、奮斗、攻關(guān)，也是研制歷史中罕見的。特別是那些隱藏很深的“魔鬼”，戰(zhàn)斗之緊張之復(fù)雜，更是前所未有。
“‘魔鬼’時不時突然冒出來，蒙蔽研制團(tuán)隊的視線，甚至把他們逼進(jìn)了伸手不見五指的無邊深淵。但研制團(tuán)隊并沒有被黑暗所嚇倒，沒有被擊垮。”周利民說。
據(jù)中國航天科技集團(tuán)六院的統(tǒng)計，僅2019年二三季度，該院北京11所氫氧發(fā)動機研制團(tuán)隊累計加班就達(dá)到2.3萬小時，終于揪出了隱藏在發(fā)動機身上的“魔鬼”，消滅了負(fù)隅頑抗的“敵人”，排除了隱患，消除了故障。
長征五號火箭總設(shè)計師李東告訴記者，長征五號遙二火箭失利后，經(jīng)過100余天的故障排查與定位，以及180余天的試驗驗證，失利的原因終于確認(rèn)。此后，根據(jù)故障調(diào)查的結(jié)論，研制團(tuán)隊對芯一級氫氧發(fā)動機進(jìn)行了設(shè)計改進(jìn)，從結(jié)構(gòu)、材料和工藝等方面都采取了相應(yīng)的改進(jìn)措施，提高了對飛行環(huán)境的適應(yīng)性。
故障原因找到了，查明了，也改進(jìn)了。一切看起來都是那么的順利。
然而，新問題又來了。
歸零過程 一波三折
2018年11月30日，改進(jìn)后的芯一級氫氧發(fā)動機，在長程試車過程中出現(xiàn)問題。
李東告訴記者，這一次航天人反應(yīng)更快，根據(jù)故障原因，研制團(tuán)隊對發(fā)動機的局部薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行了改進(jìn)，提高了結(jié)構(gòu)的動強度裕度。
2019年3月29日，發(fā)動機試車故障的歸零工作及改進(jìn)驗證全部完成——兩次長程試車驗證順利通過，第二次的問題就這樣解決了。
但很快，他們就迎來了第三次“遭遇戰(zhàn)”。
2019年4月4日，在長征五號遙三火箭的總裝工作進(jìn)入到最后階段時，一臺用于后續(xù)任務(wù)的芯一級氫氧發(fā)動機，在試驗數(shù)據(jù)分析過程中，出現(xiàn)了“異常振動頻率”。
真可謂一波三折，再次驗證了那句話：科學(xué)探索的道路從來不是坦途。
“不帶一絲疑慮上天！”李東說，研制人員順藤摸瓜，找到了問題的“癥結(jié)”所在——發(fā)動機局部結(jié)構(gòu)，對復(fù)雜力熱環(huán)境非常敏感，容易引起共振，一旦激發(fā)，不易衰減。
2019年7月，研制人員完成了對發(fā)動機的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，并完成了十幾次大型地面試驗。
至此，困擾長征五號兩年多的發(fā)動機問題，終于排查完畢。
根據(jù)中國航天科技集團(tuán)一院的統(tǒng)計，長征五號從2017年7月2日遙二失利，到2019年12月27日遙三發(fā)射成功，歷時908天，累計進(jìn)行了40余次關(guān)鍵技術(shù)試驗。
908個日夜，無數(shù)次跌倒后又重新爬起。而最大的“硬骨頭”——氫氧發(fā)動機，也在兩年多時間里完成了鳳凰浴火、涅槃重生。
按照龍樂豪的說法，900多天，這樣的間隔時間——超出了任務(wù)失利后再進(jìn)行后續(xù)飛行的周期，在長征火箭的歷史上是屬于比較長的，他印象里甚至還沒有間隔這么長時間的“歸零”。
“我們當(dāng)然希望間隔時間縮短一點，但科學(xué)研究不可能隨主觀愿望改變。”龍樂豪說，長征五號遙二火箭的失利，是在復(fù)雜力熱環(huán)境相互作用下，發(fā)動機某一零部件組件出現(xiàn)失效——這個問題隱藏得比較深，大多數(shù)情況下不出現(xiàn)，只是偶爾出現(xiàn)，然而一旦出現(xiàn)，就是“災(zāi)難性的結(jié)果”。
在他看來，這次“歸零”，終于把這個搗蛋的“魔鬼”逮住，盡管耗費時間長，卻值得。
“我們都憋著一股氣”
事實上，揪出“魔鬼”，“再造”發(fā)動機，并非幾個團(tuán)隊就能完成。
中國航天科技集團(tuán)六院北京11所副所長顏勇告訴記者，長征五號遙二火箭發(fā)射失利，把擁有“金牌動力美譽”的液體動力事業(yè)推向了風(fēng)口浪尖，芯一級大推力氫氧火箭發(fā)動機出現(xiàn)的故障，讓發(fā)動機研制隊伍承受了異常巨大的壓力與考驗。該所借助集團(tuán)和六院的力量，利用一切有效資源，開展歸零工作——可以說，這是一場技術(shù)攻關(guān)的“全國大聯(lián)合”。
“我第一次見到這么多院士齊聚一堂！”北京11所質(zhì)量主管呂威說，他印象最深刻的一次評審，有25位院士和5位大學(xué)教授作為特邀專家來到現(xiàn)場，聽取發(fā)動機研制工作情況，提出意見建議，系統(tǒng)內(nèi)的近60位領(lǐng)導(dǎo)專家也參與到交流討論中。
事實上，兩年前的任務(wù)失利之后，很多人也在躍躍欲試，期待重歸“戰(zhàn)場”，大顯身手。
“如果挫折遮蔽了前路的光明，那就用不悔的初心舉火夜行！” 文昌航天發(fā)射場發(fā)測站系統(tǒng)指揮員陳吉偉告訴記者，沒有沮喪和氣餒，大家都憋著一口氣，各個系統(tǒng)、各個崗位重整旗鼓、從零開始，立即投入火箭復(fù)飛的準(zhǔn)備中。
一次又一次地推演流程，一項又一項地預(yù)想回想，一遍又一遍地操作演練。發(fā)測站某系統(tǒng)空氣壓縮機運行不是很穩(wěn)定，設(shè)備廠家反復(fù)做了數(shù)十次改進(jìn)試驗，問題依然存在。
有很多人都勸陳吉偉，“又不是制約性因素，差不多就行了”。但他的回答卻不依不饒，“影響任務(wù)的因素，就得不打折扣，解決到底！”
如今，長征五號終于打贏這場“翻身之戰(zhàn)”，它也成為中國航天2019年最具標(biāo)志性的任務(wù)。而這，不僅是因為它決定著后續(xù)嫦娥五號、載人空間站和首次火星探測等重大工程任務(wù)的執(zhí)行，更在于它將科學(xué)試驗由失敗走向成功的過程，以這樣一種直觀的方式呈現(xiàn)到公眾面前，讓人為之牽動，讓人為之驚嘆。
除了錢學(xué)森的那句話，阿爾伯特·愛因斯坦也有過一句被科學(xué)界奉為圭臬的“金句”，大意是：一個人在科學(xué)探索的道路上，走過彎路，犯過錯誤，并不是壞事，更不是什么恥辱，要在實踐中勇于承認(rèn)和改正錯誤。
長征五號做到了。中國航天人做到了。
中國青年報·中國青年網(wǎng)記者 邱晨輝 來源：中國青年報
