為國鑄箭
——記長征五號助推器總體團(tuán)隊

為國鑄箭
——記長征五號助推器總體團(tuán)隊

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

有一種情懷叫我為國家造火箭

十年前你在哪，你在干什么，如果讓你重新選擇，你會不會依然堅持選擇與我國新一代大型運(yùn)載火箭結(jié)下不解之緣？對于這個問題，805所長征五號團(tuán)隊的小伙伴們，都堅定地回答了一個“YES!”

“長征五號大型運(yùn)載火箭作為我國長征系列運(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)，是未來我國展示天地運(yùn)輸能力的主力火箭。”805所運(yùn)載主管副所長梁建國介紹道，“我們八院主要承擔(dān)了4個3.35m助推器的研制。”

“與現(xiàn)役火箭由芯級全箭支撐不同，按照長征五號的構(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。”805所產(chǎn)保經(jīng)理張修科介紹道，“早在上世紀(jì)80年代我國就開始了新一代大型運(yùn)載火箭的論證，但是真正立項是十年前的事情。”

博士畢業(yè)時，805所長征五號總體主任設(shè)計師李泯江拿了很多offer，但是出于興趣他最終選擇了航天，選擇了火箭。他從長征五號型號立項前的預(yù)發(fā)展階段就參與助推器總體研制工作，經(jīng)歷了助推器從無到有，從圖紙到產(chǎn)品，從論證到試驗，從方案到試樣全過程的研制工作，在他眼里，助推器已然是他的一個“孩子”了。“我的女兒今年8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)計師曾文花是個揚(yáng)州姑娘，都說揚(yáng)州出美女，但是美女怎么選擇火箭這么“爺們”的工作？“剛開始工作時什么也不懂，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)功底深深打動了我，他們身上都有一種不受繁華和喧囂干擾的知識分子情懷，造一枚理想火箭的情懷。”曾文花笑笑說。

有一種精神叫我喜歡啃硬骨頭

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

助推器研制階段每一個重大節(jié)點會議上，與會領(lǐng)導(dǎo)和專家提的最多的就是四個字“接口復(fù)雜”。這個接口關(guān)系到底有多復(fù)雜呢？李泯江博士介紹道：“單臺助推器對外與7大系統(tǒng)有近80個接口關(guān)系；助推器內(nèi)部5個系統(tǒng)間有近400個接口，涵蓋電氣、機(jī)械和氣液各類接口，涉及近20家單位。”聽上去就像一團(tuán)亂麻，萬一一個接口關(guān)系協(xié)調(diào)不到位，后果不敢想象。805所總體設(shè)計人員開動腦筋，運(yùn)用表格分類法，從外向內(nèi)，從接口類型到接口功能，明確各個接口要求，嚴(yán)格控制接口狀態(tài)，最終確保近2000個助推器接口能夠協(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。“剛開始我們只考慮了頭錐的大偏置力結(jié)構(gòu)設(shè)計，貯箱仍采用了均勻結(jié)構(gòu)，但經(jīng)過仿真分析后發(fā)現(xiàn)我們實在想得太簡單了。”805所結(jié)構(gòu)主任設(shè)計師陳鳴亮笑著說，“后來我們分析了整個助推器的傳力路徑，從助推頭錐到尾段一個都不放過，解決難題后的酣暢淋漓，跟打怪晉級的感覺是一樣一樣的。”

助推器動力系統(tǒng)“打怪”時在裝備上著實動了一番腦筋，對增壓輸送系統(tǒng)采用了主、副路全冗余的設(shè)計方案。“助推器的動力系統(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，保證了一度故障容錯能力，也就是說如果一個零件壞了不影響整個系統(tǒng)的正常工作，提高了動力系統(tǒng)的可靠性。”動力系統(tǒng)主任設(shè)計師姚娜介紹道。

“十年的時間研制一型火箭，而且是結(jié)構(gòu)如此復(fù)雜、難度系數(shù)這么大的火箭，時間并不算長。”張修科介紹道，“805所率先開展了以數(shù)字樣機(jī)為核心的全型號研發(fā)，實現(xiàn)了全箭研發(fā)過程技術(shù)狀態(tài)數(shù)字化手控，許多問題得以提前暴露和解決，大大提高了型號研制進(jìn)度，降低了風(fēng)險系數(shù)。”

有一種回憶叫吃過的苦都變成了甜

每一個長征五號人，都有一段屬于自己的長五研制回憶，但是在首飛成功的一剎那，曾經(jīng)啃過的骨頭，曾經(jīng)吃過的苦，都變成了甜，變成人生最美好的回憶。

王晶晶是助推測量系統(tǒng)副主任師，看上去是個弱不禁風(fēng)的嗲妹，工作起來立馬化身“女漢子”，拉電纜、爬塔架無所不能。每次測量系統(tǒng)加點后都要對上千數(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、合練試驗中做到了無一例錯判，無一例漏判。

高壓電磁閥是增壓輸送系統(tǒng)配套的重點單機(jī)產(chǎn)品，提起第一次振動試驗，主任設(shè)計師臧輝至今記憶猶新。“試驗要在振動過程中測量主閥氣密性，外協(xié)廠家條件有限，我們?nèi)淌苤^100分貝的噪聲，通過手持橡膠軟管在酒精中讀泡。試驗達(dá)到一定量級，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時的撞擊聲，我們的心還是提到了嗓子眼。”最后，電磁閥經(jīng)受住了一次又一次的振動試驗，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是首飛前的一次大考，相信每一個長五人都不會忘記。“地面熱試車推力高達(dá)2400kN；助推子級長度近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)？畢竟是我國第一個如此大推力子級的熱試車試驗，我們都是第一個吃螃蟹的人。”805所計劃經(jīng)理劉增光說。

在選擇助推器與試車臺連接方式時，大家的意見出現(xiàn)了分歧，有人提出采用大轉(zhuǎn)接板先裝在箭體，再與試車臺連接的方案，解決箭體與試車臺對接間隙小的問題。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，最終通過助推器箭上發(fā)動機(jī)機(jī)架由3個凸塊增加至6個、地面試車臺采用局部壓板固定機(jī)架凸塊的方案，實現(xiàn)了最經(jīng)濟(jì)、簡單、安全可靠的方案，解決了這一難題。

十年前我們定下一個目標(biāo)，十年中我們不斷奔跑，人生最美好的不過三到四個十年，奉獻(xiàn)給長征五號的這十年，將成為每一個長五人畢生難以忘懷的經(jīng)歷。