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"胖五"2年前发射失败内幕公开,中国航天走出至暗时刻

2019-12-30 09:19| 发布者: 西独欧阳风| 查看: 640| 评论: 0|来自: 中国航天报

摘要: "胖五"2年前发射失败内幕公开,中国航天走出至暗时刻

2018年4月16日,国家国防科工局发布消息称,长征五号遥二火箭飞行失利故障原因基本查明,故障出自火箭的液氢液氧(YF-77)发动机,长征五号工程研制团队正在全面落实故障改进措施。

发动机是火箭的心脏,涡轮泵则是发动机的心脏。它通过高速转动给来自贮箱的液氢和液氧增压,继而供应到推力室,使之混合燃烧,产生巨大推力托起火箭飞行。涡轮泵,正是长五遥二火箭归零的“要害”。

涡轮泵,长征五号运载火箭芯一级YF-77液氢液氧发动机上唯一高速旋转的装置。很快,在最高900开尔文温度(626.85摄氏度)的热环境和极其复杂的力学环境下,它会以每分钟近2万转(约每秒333转)的速度转动。

在此之前,3台YF-77发动机一共进行了15次试车,均顺利通过考核。这次它将在地面接受工况环境最为恶劣的一次“加试”,迎来500秒的长程试车。发动机研制方——北京11所的研制人员也在高负荷运转。昼夜不分甚至让人精神面貌出现“反常”征兆的加班状态,已经持续了一年多,大家希望这500秒是黎明前最后的黑暗。

试车开始没多久,氧涡轮泵的局部结构断裂,“心脏”停止跳动。这是中国现役最大运载火箭长征五号发射失利后,出现的首次发动机地面试车失败。此时是2018年11月末,北京冬天已至。

长征五号火箭副总设计师王维彬曾把YF-77发动机的归零工作视为“在黑暗中探索”。谁也没想到,黑夜会如此漫长。

胖五2年前发射失败内幕公开,中国航天走出至暗时刻

YF-77氢氧发动机在进行试车

1.“心像被撞了一下”

2017年7月2日,黑夜以一种急速下坠的方式到来。

那天晚上,长征五号火箭副总师王维彬的心情就像坐过山车,车最后栽倒在谷底。巨大的长征五号在塔架上静静矗立,媒体架起了摄像机,老百姓等候在电视机前。发动机点火,正常。点火170秒后,4个装有液氧煤油发动机的助推器完成使命,成功分离;346秒时,发动机提前熄火,问题出在一台芯一级上的YF-77发动机。王维彬感觉浑身麻木,“心像被撞了一下”。

正在北京家中的主推进发动机设计部主任郑大勇接到所里的电话,听到的第一句话就是“发动机转速没有了”。

郑大勇赶到单位。位于北京东高地的测控大厅里集结了一群人。他们全部被电话“召回”,围到一处,盯着屏幕看一级发动机传回的数据,现场鸦雀无声。

多年来的经验与初步分析的结果基本吻合:火箭芯一级发动机问题比较大。但屏幕上的数据只能描绘出问题的大致轮廓,还不足以精准地找到病根。

发动机出现故障之后,长征五号火箭已经偏离了轨道,坠入太平洋。没有残。涂床坏讲≈,也就无法用药。与此同时,舆论很快通过网络发酵。甚至有网友评论:中国航天进入至暗时刻。

当时在北京家中收看发射直播的吴平,和身处海南文昌发射场的王维彬,至今回忆起那一晚都还会有些恍惚。吴平与王维彬结婚32年,也一起在北京11所工作了30多年,她了解王维彬,发射失利后并没有立即联系他。“我唯一能做的,就是等。”吴平说。

“失联”几天后,她等到王维彬发来的第一条信息——“马上登机”。几个小时后,王维彬落地北京再度“失联”,直至半夜才推开家门。

2.“要做到故障复现,太难了”

从那天起,吴平在近两年的时间里都处于“等待”中。王维彬早上一出门,经:蟀胍共呕丶。晚上12点如果人还没回来,吴平就先睡了。尽管两人同在所里上班,却形同路人。

和王维彬一同进入“归零”作息时间的,有一大批YF-77液氢液氧发动机研制人员,还有火箭抓总研制单位航天科技集团一院的研制人员、火箭发动机抓总研制单位航天科技集团六院的研制人员,以及我国知名院士专家……

长征五号遥二飞行失利,牵一发动全身,整个航天科技集团乃至国家有关方面都开始痛定思痛,在全面反思中前行,在质量整改中蓄势,准备下一次起飞。

在六院,这是一场全员之战。“必须集全院之力,凝聚共识,攻坚克难,排出故障,让氢氧发动机满血复活!”院长刘志让向全院型号战线发出院长责任令。

对于当事人来说,这次难度极大的归零是在“先天不足”中开始的。火箭残骸沉入万丈深海,研制人员掌握的数据远远不够。

“想了很多办法,尽可能地收集数据,也没能精确定位故障,要做到故障复现,太难了。”年轻的涡轮泵设计师黄克松回忆。从各级领导到各行专家,陆续登门北京11所,大家也只是把故障粗略锁定在氧涡轮泵上。

液氢液氧发动机的涡轮泵,一头是极低温的泵,另一头是高温的涡轮,这让涡轮泵在发动机工作时的受力情况显得尤为复杂。它在高速转动中,负责动力传输,将热能、动能转化为机械能。研制人员一开始是从工艺层面对涡轮泵进行“加固”,黄克松解释:“主要是一些局部改进。”

归零进展缓慢,很多人的关切询问不时传来,研制人员经常只能报以沉默。家里的耄耋老人曾有一个多月没见到王维彬。好不容易,王维彬有空回来吃饭,老人惊讶道,“你现在怎么身体跟我一样差了?”

3.“他们这些人,为长五耗尽了心血”

在归零工作最紧张的时候,胡鹏的妻子商蕾也陷入了崩溃。那次胡鹏去了海南文昌,老父母没在家,单位开展保密检查,装修师傅还让商蕾上门看涂料。孩子晚上等不来妈妈,一连打了20多个电话。焦头烂额的商蕾回家后,对儿子发了一通火。

胡鹏在型号处工作,俩人在单位见不着面,在家里也说不上几句话。经常是胡鹏接到一个电话,然后一口气拨出几个电话。“接电话是有任务来了,拨出电话是立即执行”,商蕾说有时候想跟丈夫聊聊天,但他已经披上衣服准备出门了。

王维彬的血压开始升高,严重的痛风让他的双腿失去了活力,一度只能一瘸一拐地挪向会议室。有时候赶上出差,他坐早上6点的航班离开北京,当天半夜又搭乘红眼航班回来,吃点安眠药,第二天出现在发动机试验现场。

胖五2年前发射失败内幕公开,中国航天走出至暗时刻

吴平憋不住了。

——“工作上的事我不过问,就希望你能多睡会儿。”

——“我也希望有陪伴。”

——“你怎么病没好又跑走了,连自己都管不好!”

吴平语气慢慢加重,面前这个在同事眼中温文尔雅的安徽男人也开始生气。

——“你不懂,你还是不能理解我。”

——“你就不能对我耐心一点?”

平时讲话都客客气气的两口子,争吵了起来,搅动了平静的生活。


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