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劳动报:为了“长征”而长征的航天人

日期:2016-05-22

2015年9月20日7时01分,这是一个中国人为之骄傲的日子———中国在太原卫星发射中心用全新研制的长征六号运载火箭,成功将20颗卫星发射升空,卫星准确送入预定轨道,开创了我国一箭多星发射的新纪录,成功突破12项重大关键技术,申请专利150余项,标志着我国运载火箭应用进入新纪元。

为了“长征”的第一步,上海航天人足足用了6年时间;为了“长征”的第一步,从总设计师、设计人员、到技术工人……许多人为它度过了不眠之夜。近日,记者走近长征六号核心团队,揭秘长六升空前那些不为人知的研制瞬间。

攻关一年,“长六”减重170余公斤

长征六号火箭长达29米、最大直径为3.35米,开创了我国一箭发射20颗卫星的新纪录。如何让“长六”实现小身材、大能量?如何在推力既定的情况下,保证火箭的运载能力?减重是唯一的选择。

为了更好地降低火箭自身重量,长征六号运载火箭首次采用了大温差隔热复合材料夹层共底贮箱。由于长征六号使用的液氧/煤油发动机,也就是说,要将-180℃的液氧和20℃的煤油装在同一个箱子里。“这可不是简单的‘鸡尾酒’组合。因为当中的夹层,既要经受两个独立系统的正压和反压,同时还要抵抗液氧和煤油之间将近200℃的温差。并且,夹层只能绝热,不能导热。否则就会影响物质存放状态,进而影响发动机运行。”

在攻关中,团队发现夹层共底局部有褶皱现象,根据试验检测,这不影响产品的使用,静力等各项指标也符合要求。但团队坚决按照质量管理要求进行归零,以摸清问题产生的机理,并采取措施。技术归零中,当大家的讨论陷入无绪的迷茫之中时,张卫东就会抛出一句话:“别急,别急,我来帮你们分析分析。”每次他都能抽丝剥茧帮大家理出问题的头绪,使问题拨云见日。

身为“长六”总设计师兼总指挥,张卫东和“长征”系列打了半辈子交道,从1982年一毕业就开始干长征三号,后来担任长征四号副总设计师、长征二号丁总指挥、长征五号副总设计师和多星发射上面级的负责人。

这份自信,让他成了当时平均年龄不到30岁的长六研制团队的主心骨。长六火箭研制团队成员大多是“80后”、“90后”,很多人甚至没有一轮完整的型号研制发射的经历,面对立项后的12项重大创新在内的90余项关键技术,这样一支年轻的团队能够当此重任吗?对此,张卫东的回答是:“行不行,要一仗一仗打过来才知道。”

就这样,试验、改进、研制……张卫东带领团队足足用了一年多时间,22个贮箱,6次低温加注、强度试验,最终攻克了夹层共底研制难题,仅仅这一项创新,就让全长29米的“长六”火箭体重足足减轻了170多公斤。

爬出氧箱时,他的衣服已经湿透

“长六”型号立项之后,确立了包括12项重大创新在内的90余项关键技术:发动机氧箱自生增压技术、高温高压富氧燃气滚控技术、双八表捷联惯组组合导航技术、迭代制导技术、自行式整体运输起竖车、大温差夹层共底贮箱、一箭多星发射技术……这些重大创新、关键技术的背后,是科研人员们对每一个细节近乎“苛刻”的工作态度。

2012年7月,在火箭一子级动力系统热试车出厂测试中,火箭副总设计师丁秀峰发现氧箱内的传感器螺钉上按照常规做法点了红漆。这个司空见惯的细节却引起了丁秀峰的注意:“这种传感器是第一次用于低温氧箱,如果油漆脱落就可能产生多余物,会不会对发动机工作造成影响?”

想到这里,丁秀峰立即召集相关人员进行专题讨论分析,并查找大量资料,最后确定油漆和氧箱内的氧化剂不相容。于是他们想尽各种办法清洗油漆,每种方法都有风险和隐患,“这时,一位参加总装的老师傅提了个建议,能不能用丙酮试试?”这句话提醒了大家,老师傅当场请缨,亲自钻进氧箱里清洗,丁秀峰清楚地记得,“当时正值炎夏,当总装师傅从密闭的氧箱里钻出来的时候,他的工作服已经湿透了。”通过3天通宵达旦的工作,他们在确保进度的前提下消除了隐患。

火箭出厂前的集成试验中,设计师发现光纤速率陀螺遥测数据出现了一拍突跳。对于这似乎没什么影响的现象,控制系统负责人周如好没有放过,他立即与大家一起复查试验数据并列出故障树进行分析。通过对数月来测试数据的复查,大家发现该现象在上百条的历史测试数据中仅出现了这一次。

“小概率事件不等于不可能事件。”他依然坚持认真分析,并制定测试方案、搭建试验环境,通过设置第三方监测点、提高通信频率、加强测试强度等多种手段进行故障复现,一次收集了近2千万条通信数据;同时编写分析软件,仔细比对数据,终于复现了故障现象,彻底排除缺陷。那段时间,加班加点成了常态,当最后一条模飞指令结束时,不知不觉已是深夜,最后一趟公交、最后一班地铁均已停运。

2013年,长征六号运载火箭首次参加靶场合练,由于长期劳累,副总设计师周如好因严重的神经性头痛发作,被送进基地部队医院。医生开了大量的谷维素,并要求他立即休息。但为了排除地面设备的突发故障,不影响第二天的试验项目,他依然在头痛稍缓后迎着零下20℃的寒风前往总测厂房通宵排故。吃着止痛片,和团队成员们分析问题、制定方案、定位、更换部件、现场装配,一气呵成。当问题最终解决时,往日里严肃的周如好难得的放松了下来,像孩子般笑着说:“我们又可以试验了!”

“长征”路上不相信眼泪

从正式立项到发射成功,“长征六号”的研制历经六年过程,这六年里,有成功的喜悦,更多的,是失败的泪水。在采访现场,参与伺服系统研制的施金花说起了这样一件事。

伺服系统是长六火箭控制系统中负责推摆发动机跟随箭机指令摆动,对火箭进行姿态控制的装置。“通俗地说,就是具有自己大脑的完整执行机构,它由伺服控制器和伺服机构组成。控制器是大脑,伺服机构就是腿脚,大脑感应外界需求,指挥腿脚执行相应的动作,即推动发动机动作,把卫星送入预定的轨道。”

“记得那是2012年的严冬2月,我们前往试验基地,首次参加与发动机的联合点火试验———热试车。经过一夜的奔波,我们的产品准备就绪后,将产品安装在发动机开始模拟点火试验。”由于电动伺服系统是国内运载火箭上首次应用,没有任何借鉴,这是与发动机的第一次见面,当时,大家紧张的心提到嗓子眼了,在指挥喊启动的一瞬间,大家惊呆了,一幕最不愿意看到的状况发生了:发动机喷管不受控地抖动起来。这说明,产品设计上存在不足,所有人都被泼了一盆冷水,心里拔凉拔凉的。

没有埋怨、没有沮丧,队员们连夜买了回上海的火车票,带着产品赶回所里,他们想尽快找出毛病出在哪儿。他们邀请专家,组织开展了多次专题讨论,从出现抖动的原因着手,列出故障树,并制定了详尽的排查验证方案;他们开展头脑风暴,把影响抖动的一些零件采用一体化设计……

多少个夜晚,一群人聚在会议桌前,围着图纸探讨着改进方案;多少个酷暑天,在没有空调、散发着铁锈味的半实物试验室里,一群熟悉的身影在忙碌地做着验证试验;多少次,他们奔波于办公室、装调车间、机加工中心,为的就是一个小零件能早一天加工出来。

9个月后,他们终于再次踏上北上的征程,如果错过了这次机会,初样阶段的伺服系统将再无单元热试车的机会。正式试车那天,随着现场指挥的一声令下,耀眼的火光喷射而出,那是一道无与伦比的白。“报告情况”,“零位保持正常”,“遥测信号正常”,“机构跟踪正常”———用心血与汗水浇灌的苗子终于开出了夺目的花朵,全体队员欢呼雀跃,抱在一起,流下了喜悦的泪水。

为了这一刻

就在长征六号发射前一天,还发生了一段小插曲。由于地面发生情况,为确保万无一失,决定延迟一天发射。总设计师兼总指挥张卫东告诉记者,这一天对于基地所有人来说,都是漫长而备受煎熬的。

9月19日晚上,指挥部召集型号老总、副总师等核心人员开会,统一思想,进行最后的动员部署,进一步明确职责,举一反三,确保第二天的飞行正常。张卫东回忆道,大家当时承受的压力很大,不少人都渡过了一个不眠之夜。在驻地,有位年轻人满脸通红,旁人以为他是高血压,了解之后才知道,这个试验队员实在睡不着,为了保证后面任务的执行,强迫自己喝了点酒,却依然没有一点睡意。

9月20日7时01分,当长征六号火箭在巨大的推力下刺破蓝天时,太原发射基地响起一阵阵欢呼,而未能参加发射任务的航天人同样激动难抑。他们中,有在试验队进场前发现罹患恶性肿瘤的总体副主任设计师常娟,在试验队拒绝她前往基地、让其在家安心接受治疗后,她将所有的注意事项、与发射场的协调接口通过书面和电话形式反复交代清楚才放心;他们中,有负责长六运载火箭测发控系统地面电源单机和地面电缆网岗位的花伟峰,进基地前,他突然收到家人遭遇交通事故的噩耗,小女儿虽转危为安,但仍需精心照料,万般无奈之下,花伟峰被安排在上海作为后方保障,与“长六”首飞失之交臂,但当听到火箭成功首飞的消息后,他振臂挥拳,高喊一声“漂亮”,所有的汗水和付出都是为了这一刻。(王枫)

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