
原標題:《長五YF-77歸零:走出至暗時刻》
【延伸閱讀】
長五,這兩年你經(jīng)歷了什么?
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2017年7月2日
失利,猝不及防
婁路亮比規(guī)定的時間更早一些到位,今天他的工作崗位是在指控大廳。
作為長五副總師,他已經(jīng)在發(fā)射場工作了60個日夜。長五遙二火箭在發(fā)射場的各項工作進展都很順利,再加上有首飛成功作為托底,他對這次發(fā)射很有信心。
火箭點火前,婁路亮特意和身邊的火箭總師李東握了一下手,給了彼此一個鼓勵的眼神。
一切都很順利,晚上7點23分,火箭按時點火,婁路亮長舒了一口氣。對于一個新研型號而言,“點火”時的那一團熊熊火焰,意味著發(fā)動機順利“點著火”了,最大的不確定因素得以排除。此前長五遙一的成功首飛,證明團隊把驚心動魄的發(fā)動機預冷問題給攻克了。
隨后火箭起飛、助推器分離、整流罩分離,無論是參數(shù)還是大屏幕顯示的火箭飛行軌跡,一切都在向著“完美的結(jié)局”奔去。
然而,意外出現(xiàn)了。
當火箭飛行至346秒時,大屏幕上的參數(shù)突然出現(xiàn)跳變,數(shù)據(jù)顯示:有一臺發(fā)動機突然熄火了。
婁路亮的心一緊,大腦瞬間閃過多種故障模式,他感覺時間都已經(jīng)停滯了。他腦海里始終盤旋著一個疑問:發(fā)動機是肇事者還是受害者?
此刻,大廳里的人已經(jīng)聚集在“兩總”周圍了。由于一臺發(fā)動機熄火,另一臺發(fā)動機仍在工作,給了火箭加速下降的動力。火箭的飛行形成了加速向下的曲線,很快,火箭就掉了下來,墜入海底。
事后有專家分析,如果火箭再堅持飛行50秒,還是有機會入軌的。很多入職不久的“90后”在現(xiàn)場悲傷地目睹了這一場景,見證了航天發(fā)射失利的殘酷。
晚上8點多的文昌,暑氣漸漸消退,此刻已經(jīng)完全被夜幕籠罩。很快,長五試驗隊員陸陸續(xù)續(xù)回到了大本營。長五質(zhì)量主管楊慧留意到,往日里熙熙攘攘的食堂此刻沒有一個人說話,給“兩總”留的飯桌空空蕩蕩,不見一人。原本等著慶功的煙花被孤零零地堆放在食堂門口。此刻,再多看一眼都讓人覺得悲傷。
婁路亮和其他“兩總”飯都沒吃就直接從指控大廳回到會議室,一起判讀數(shù)據(jù),分析原因。
通過初步分析,大家的意見很一致:問題出在火箭芯一級的發(fā)動機——YF-77發(fā)動機身上。可是,導致出現(xiàn)問題的原因是什么?是誘因還是自身出了問題?
這批次的發(fā)動機在地面試車從未出現(xiàn)過類似問題,首飛前3萬秒的地面考核全部通過。
會不會還有其他的問題沒有發(fā)現(xiàn)?
大家前后方通力合作,緊急排查,初步定位是發(fā)動機本身的原因。當婁路亮他們再次從會議室出來,已經(jīng)是天亮了。經(jīng)歷了一天一夜的緊張工作,再加上失敗情緒的沖擊,婁路亮感覺自己走路時雙腿都發(fā)軟了。
7月3日,火箭核心團隊迅速處理完發(fā)射場的工作,7月4日就乘坐第一班??陲w北京的航班回京。當乘坐的大巴駛出發(fā)射場大門時,看著遠處空蕩蕩的長五塔架,楊慧沒忍住,眼淚終于落下來了。
回到北京的第一站,大家不是回家,而是直接前往會議室。
此刻,后方的數(shù)據(jù)已經(jīng)同步分析出來了,證實了大家的判斷是正確的。大家迫不及待地想捉住這個“鬼”——火箭發(fā)動機的故障出自哪里?
2
2017年7月~2018年4月
歸零,艱難前行
搞航天的人都會“談歸零色變”。“歸零”意味著失敗,意味著“地毯式搜查”……對于長五這項國家重大型號而言,“歸零”只會嚴上加嚴。
從7月4日開始,長五團隊開始了為期100天的歸零工作。說“歸零”之前,可以簡單說一下長五發(fā)動機的構(gòu)成和作用。
長五起飛重量為800噸,相當于540輛奧迪小汽車,火箭點火時需要將這個龐然大物送出大氣層,靠的就是自身的動力系統(tǒng)。
長五的飛行靠12臺發(fā)動機提供推力,點火時,8臺液氧煤油發(fā)動機為4個助推提供動力,兩臺YF-77發(fā)動機為芯一級提供動力,10臺發(fā)動機同步點火?;鸺w行170秒后,4個助推分離,由兩臺YF-77發(fā)動機繼續(xù)工作,為火箭飛行提供動力。
飛行約500秒時,YF-77發(fā)動機使命完成,關(guān)機,此刻芯一級和火箭分離,芯二級里的YF-75D發(fā)動機工作。第一次工作350秒左右,關(guān)機后火箭滑行一段時間,之后再次點火工作約350秒后關(guān)機,直至把航天器送入預定軌道。
火箭飛行成功與否,動力系統(tǒng)至關(guān)重要。很多人都知道長征五號火箭是在2006年年底立項,卻鮮有人知道YF-77發(fā)動機的立項比火箭立項還要早4年,這說明了作為火箭核心關(guān)鍵系統(tǒng)的發(fā)動機的重要性和復雜性。這也就不難想到,為什么火箭一出問題,很多人首先想到的就是“會不會是發(fā)動機出了問題?”
長五遙二的問題在隨后100天的歸零工作中逐步得到了聚焦:一臺YF-77發(fā)動機出了問題。簡單說,就是為泵輸送燃氣做功的通路堵了,影響了氧燃料的正常輸送,缺少燃料的發(fā)動機自然很快就宕機了。
找到了問題,接下來就要找原因,然后對癥下藥,去找到解決問題的方法。
為什么會出問題?出問題的發(fā)動機產(chǎn)品最后是什么樣子的?
搞了一輩子發(fā)動機研制工作的長五火箭總指揮王玨百思不得其解。2017年10月,由國防科工局協(xié)調(diào)國家海洋局甚至還派出了蛟龍?zhí)?,打算在發(fā)動機入海的海域進行打撈,讓科學家們看到斷裂后的氧渦輪泵的“真容”。很可惜,“大海撈針”沒有成功。
看不到實物,只能靠大量的地面仿真和試驗參數(shù)來進行驗證。
航天科技集團六院北京11所的發(fā)動機專家王維彬是長五團隊里的另一位副總師,主要分管YF-77發(fā)動機的研制工作。他對遙二的失敗表示“不可思議”。在遙二飛行之前,YF-77發(fā)動機已經(jīng)經(jīng)過了地面大大小小的試車考核,全部過關(guān),從未出現(xiàn)過類似的問題。無數(shù)次的“彩排”從未有過差錯,卻怎么恰恰在正式演出時“掉鏈子”呢?
這是一個個案,還是一個批次問題呢?他的腦子里始終琢磨這個問題。
2017年10月2日,YF-77發(fā)動機故障定位工作完成;經(jīng)過半年的改進,2018年4月,長五火箭完成歸零評審。其間,YF-77發(fā)動機連續(xù)經(jīng)歷了14次試車考核,其中前13次為長程試車。試驗很成功,大家都很高興。
與此同時,火箭總體也加緊了對其他分系統(tǒng)、單機的200余項改進升級工作。YF-77的失利,讓很多人感到頭上都懸著一把無形的“達摩克利斯之劍”,同時也對長五這個復雜巨系統(tǒng)更加充滿了敬畏之心。
雖然這半年對很多人來說是昏天黑地、沒日沒夜。但成功找到了“攔路虎”,大家又有了前進的方向。瞄著讓火箭盡快出廠、矗立在發(fā)射塔架上的目標,他們收拾行裝,準備再次出發(fā)。
3
2018年11月30日
意外,再次降臨
2018年年底,長五遙三火箭總裝工作已經(jīng)進入尾聲,火箭即將出廠,要去發(fā)射場執(zhí)行任務的試驗隊員已經(jīng)開始做出差的排期了。就在這個時候,位于北京云崗的試車臺突然傳來讓大家震驚的消息。
有一臺發(fā)動機試車出現(xiàn)了故障!從數(shù)據(jù)來看,故障參數(shù)和遙二非常接近。
在座的所有人都“感覺不好了”。
此刻,和這臺故障發(fā)動機同批次的產(chǎn)品已經(jīng)有兩臺安裝在即將出廠的遙三火箭上!
直覺告訴王維彬,這說明過去為“遙二”開的藥方還沒有開準,或者說,還有問題大家沒有找到。
這讓很多人再次驚出一身冷汗。
這意味著,火箭如果就這樣出廠進入發(fā)射程序了,后果不堪設想。

“對于長五這個復雜巨系統(tǒng)工程,我們還有問題沒有吃透,沒有找準。”王玨總指揮和李東總師立即上報集團公司,建議暫停發(fā)射計劃,火箭重新進行歸零,決不能帶著隱患上天。
此刻火箭裝配工作已經(jīng)完成了80%,裝配師傅需要把火箭尾段進行拆解,讓“整體變成部段”。
發(fā)動機專家們再次回到原點,對發(fā)動機的結(jié)構(gòu)進行強化,確保發(fā)動機在火箭高溫、強振動的“惡劣飛行工況”時能夠“巋然不動”,全面提高發(fā)動機的可靠性。
隨后發(fā)動機經(jīng)歷了兩次試車考核,全部過關(guān)。遙三火箭再次準備出海,瞄著2019年年中進行發(fā)射的窗口來進行準備。
