神箭：我要飛得更好

9月25日，長征二號F火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心壯美升空，完成了準(zhǔn)確入軌的任務(wù)目標(biāo)，創(chuàng)下七戰(zhàn)七捷的佳績。“長二F”這一飛，實現(xiàn)了火箭發(fā)射試驗隊出征時的莊嚴(yán)承諾：“我要飛得更好。”

長二F火箭的七戰(zhàn)七捷，是一次新的輝煌，更是新征程的開始。成功時刻，歡呼、擁抱、握手、擊掌的真實畫面不斷在發(fā)射現(xiàn)場閃現(xiàn)。短暫的激動過后，總指揮劉宇和總設(shè)計師荊木春很快平靜了下來，他們又將帶領(lǐng)隊伍迎接新的更大挑戰(zhàn)。

一次成功不代表次次成功

從“神舟六號”開始執(zhí)掌“長二F”總指揮帥印的劉宇對媒體一向保持“低調(diào)”。他更愿意把談?wù)摶鸺臅r間放到發(fā)射成功之后，因為那時他內(nèi)心的巨大壓力才真正得到了釋放，而此前他的心則一直繃得緊緊的。盡管也是久經(jīng)沙場，但已逾不惑之年的劉宇卻告訴記者：現(xiàn)在知道“怕”了。

“神七”任務(wù)的目標(biāo)可以概括為“準(zhǔn)確入軌，正常運行，出艙活動圓滿，安全健康返回”。其中，“長二F”的首要目標(biāo)“準(zhǔn)確入軌”是整個飛行任務(wù)的基礎(chǔ)和保障。這在無形之中，給火箭系統(tǒng)施加了很大壓力。

在研制過程中，設(shè)計人員們始終樹立以人為本的理念，視航天員為家人，努力為他們提供最可靠、最安全的產(chǎn)品。火箭進(jìn)場后，為了真正做到“三杜絕、一出色”，即個人杜絕差錯、系統(tǒng)杜絕缺陷、隊伍杜絕問題，出色完成“神七”發(fā)射任務(wù)，火箭發(fā)射試驗隊可謂是全力以赴。

他們組織開展了《試驗場管理手冊》的學(xué)習(xí)，對照崗位責(zé)任表格，熟悉本崗應(yīng)知應(yīng)會。在實際操作中，隊員們還借鑒了其他型號的成功經(jīng)驗，對火箭產(chǎn)品狀態(tài)實施110個多媒體記錄項目，清理了易插錯插頭72個。同時，還進(jìn)行了操作安全性分析及對策檢查、故障檢測系統(tǒng)軟件復(fù)查等多項工作。

經(jīng)過技術(shù)區(qū)的5次火箭總檢查和4次“人船箭地”聯(lián)合測試，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，系統(tǒng)匹配協(xié)調(diào)。在火箭轉(zhuǎn)入發(fā)射區(qū)的評審會上，到場的專家們都禁不住地稱贊：“這枚火箭進(jìn)場后沒有發(fā)現(xiàn)一個問題，質(zhì)量是七枚火箭中最好的。”

一次成功不代表次次成功，次次成功不代表技術(shù)成熟。為此，“兩總”帶領(lǐng)研制隊伍在提高產(chǎn)品可靠性、技術(shù)狀態(tài)更改、質(zhì)量控制等方面做了大量工作。長二F火箭可靠性設(shè)計指標(biāo)比其他長征火箭指標(biāo)要求高，總體設(shè)計指標(biāo)是0.97。通俗講，就是火箭發(fā)射100次，只允許出現(xiàn)3次故障。到“神七”發(fā)射前，經(jīng)過專家們的重新評定，“長二F”的可靠性設(shè)計指標(biāo)已經(jīng)從0.97提高到0.98。雖然只是0.01的變化，卻凝聚了“兩總”系統(tǒng)巨大的心血。

“兩總”一直認(rèn)為，火箭可靠性的提高是靠研制人員平時的精心操作和認(rèn)真工作實現(xiàn)的。從“神一”到“神七”，火箭進(jìn)行了各種大型地面試驗和驗證工作，從結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、電源系統(tǒng)到故障檢測系統(tǒng)、逃逸系統(tǒng)，可靠性不斷得到提高。從“神六”到“神七”的三年中，火箭各系統(tǒng)又做了大量細(xì)致的工作，進(jìn)行了適應(yīng)性改進(jìn)或可靠性改進(jìn)。在火箭加電累積時間上，也比過去增加了20多小時，增幅達(dá)40％，所有產(chǎn)品指標(biāo)符合加嚴(yán)指標(biāo)要求。

火箭和飛船兩個系統(tǒng)在先進(jìn)管理經(jīng)驗上的互相借鑒、互相促進(jìn)。劉宇說，在這枚火箭研制過程中，火箭系統(tǒng)開始實行“單機(jī)質(zhì)量與可靠性數(shù)據(jù)包”管理，對箭上所有產(chǎn)品生產(chǎn)過程的質(zhì)量情況都留有記錄，做到心中有數(shù)。這個做法就是到飛船系統(tǒng)上門取經(jīng)得來的。

談到研制隊伍時，劉宇說，他們這支隊伍可能表現(xiàn)得不夠謙虛，但從工作的認(rèn)真程度和實際效果來說，可以說沒有任何折扣。“長二F”火箭七戰(zhàn)七捷的成功經(jīng)驗之一，就是集中了各路人才的智慧。如今，隊伍人員經(jīng)過一次次的更換，已經(jīng)比較年輕。據(jù)介紹，這支隊伍中，最年輕的分系統(tǒng)技術(shù)指揮年齡還不到30歲，而隊員們的平均年齡也就是38歲左右，女性約占四分之一。

搞運載火箭的壓力，別人可能難以體會，“兩總”認(rèn)為，壓力的分解主要靠大家出色的表現(xiàn)，但工作要想干得好，一定要有平和的心態(tài)。劉宇也常常告誡隊員，火箭像個寶貝，要小心呵護(hù)。只有這樣，等到點火那一刻，才能做到真正放松。

曾經(jīng)有人問劉宇：“這三年，你們都忙活啥了?”他平靜地回答：“造了一枚火箭”。對方說：“那一定是精品”。劉宇笑而不答。“長二F”發(fā)射“神七”的成功，解釋了劉宇的笑容。

兩大更改使火箭更加可靠舒適

長二F火箭總設(shè)計師荊木春個子不高，卻有雙會說話的眼睛，不時地傳遞出鎮(zhèn)定與睿智的將帥氣息。他為人十分謙和，是載人航天戰(zhàn)線上的一名“老兵”，經(jīng)歷了“長二F”火箭的七戰(zhàn)七捷。

神舟七號飛船發(fā)射前，為了確保萬無一失，火箭“兩總”對“長二F”在前6次發(fā)射中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象一一進(jìn)行了梳理復(fù)查，并更改了36項技術(shù)狀態(tài)。“這其中，相當(dāng)一部分的更改項屬于產(chǎn)品的升級換代，最重要的更改項當(dāng)屬‘8赫茲現(xiàn)象’和‘415秒現(xiàn)象’，都是為了使火箭變得更加舒適可靠。”荊木春向記者如此強(qiáng)調(diào)。

“8赫茲現(xiàn)象”是近年來提及比較多的問題。2003年10月，航天員楊利偉乘坐“神五”升空時，曾在一個短暫的時間內(nèi)感到非常不適。“這主要是因為火箭在上升階段助推器分離前，會出現(xiàn)短暫的共振現(xiàn)象。這是由動力輸送系統(tǒng)導(dǎo)致的比較典型的縱向耦合振動。由于8赫茲的頻率與人體的頻率比較接近，會令人感覺到不舒服。”荊木舂解釋說。

為此，在發(fā)射“神六”時，“長二F”研制人員對火箭進(jìn)行了改進(jìn)。飛船升空后，因為預(yù)先知道了“8赫茲現(xiàn)象”，航天員費俊龍和聶海勝特別留心。很快，大家就通過視頻看到費聶二人翹起了大拇指，知道他們并無不適之感。但是，研究人員通過對遙測數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)火箭從起飛126秒開始還是出現(xiàn)了逐漸增大的縱向單頻振動，頻率約為8赫茲。

“這是火箭起飛過程中一個固有的頻率，不可能消失，但我們可以通過變能量蓄壓器對之加以抑制，既要避免縱向耦合，也要避免橫向耦合。”荊木春告訴記者，理論分析和試驗工作都已經(jīng)做了，就等飛行試驗來檢驗實際效果。

研究人員還注意到，發(fā)射“神六”時，火箭飛行至415秒附近時出現(xiàn)異常現(xiàn)象：二級尾艙熱環(huán)境參數(shù)出現(xiàn)較大幅度跳變或趨勢轉(zhuǎn)折，姿控系統(tǒng)、箭體軸向加速度以及動力系統(tǒng)等部分參數(shù)也出現(xiàn)了一定變化。

仔細(xì)分析后，“兩總”得出了正常飛行不會產(chǎn)生這種異常現(xiàn)象的結(jié)論。但是，為了確保萬無一失，他們還是決定進(jìn)行改進(jìn)。經(jīng)過真空噴流試驗，確認(rèn)該現(xiàn)象是由增壓管路故障造成的。于是，“兩總”系統(tǒng)組織設(shè)計了二級增壓管路鋁改鋼的技術(shù)方案，進(jìn)一步提高了火箭的可靠性。

“不是簡單地把鋁管換成鋼管，而要重新設(shè)計。最后，我們在管路中增加了補(bǔ)償器和金屬軟管等措施，又做了上百次的試驗。”荊木春介紹說。

發(fā)射“神七”的“長二F”還有一個特殊之處，就是單枚定制，而非先前的組批生產(chǎn)。在解釋這一問題時，荊木春說：“這實際上也是無奈之舉。根據(jù)載人航天工程三步走的戰(zhàn)略，此枚火箭應(yīng)該采用新的改進(jìn)型火箭。然而，由于任務(wù)批復(fù)得比較晚，研制新的改進(jìn)型火箭已經(jīng)來不及，只能采用先前的狀態(tài)，而2000年生產(chǎn)的六枚火箭，已經(jīng)全部用于載人飛船發(fā)射，所以得再造一枚。”

下一步，由于要實現(xiàn)空間交會對接技術(shù)，長二F火箭將被長二F改進(jìn)型火箭代替，火箭外形基本相同，但內(nèi)部將發(fā)生重大變化。在整流罩的設(shè)計中，采用了馮卡門曲線的流線型，因而十分漂亮。這種工藝方法在國內(nèi)也將是首次使用。同時，把助推器的橢圓底改成了錐形底，增加了容積量，提高了火箭的運載能力。火箭“兩總”對長二F改進(jìn)型火箭的描述，讓人無限憧憬。