一位在現(xiàn)場的測控隊員告訴記者，他們的心，就像大屏幕上的飛行曲線一樣，“一直往下掉”，很多人都默默流下了眼淚。
當晚，新華社發(fā)布了任務失利的快訊。
“這個結果，是誰都不愿意見到的。”龍樂豪說，他很快就告訴自己，科學試驗失敗在所難免，當下要做的是如何盡快找出故障原因，采取措施，爭取盡早復飛，用實際行動再次證明我們的火箭是可信任的。
那一晚，龍樂豪從測發(fā)大廳離開時，并沒有和現(xiàn)場的航天后輩有過多的交流。但他相信，這些年輕的航天人有能力頂住壓力。“現(xiàn)在看起來確實也是這樣，他們并沒有被困難所壓倒——壓趴下，仍然站了起來！”龍樂豪說。
又是發(fā)動機 到底難在哪
2018年4月16日，國家航天局對外發(fā)布長征五號遙二火箭故障調查情況，其中提到，長征五號遙二火箭飛行至346秒時突發(fā)故障。
故障原因為芯一級液氫液氧發(fā)動機一分機渦輪排氣裝置在復雜力熱環(huán)境下，局部結構發(fā)生異常，發(fā)動機推力瞬時大幅下降，致使發(fā)射任務失利。
發(fā)動機，又是發(fā)動機，是的，這個曾一度刺痛國人的航空領域關鍵技術的字眼，這一次在航天領域成了“絆腳石”。
大火箭，自然離不開大推力，而大推力，就離不開發(fā)動機。在長征五號之前，我國現(xiàn)役火箭發(fā)動機單臺推力最大只有70噸左右，想要發(fā)射超大型航天器，就顯得“力不從心”了。
新型的大推力發(fā)動機應運而生。根據(jù)中國航天科技集團六院黨委書記周利民的說法，經過15年不懈攻關，8臺全新研制的120噸液氧煤油發(fā)動機，被裝配在長征五號的4個助推器上，4臺全新研制的氫氧發(fā)動機，則在一級和二級火箭上各裝配了兩臺。
他有一個形象的說法，研制發(fā)動機的難度就像攀登珠穆朗瑪峰，“一些外國專家說，即使我們設計出來，我們也不可能把它制造出來。” 這其中，遙二任務出現(xiàn)故障的氫氧發(fā)動機，更是“難上加難”。
周利民至今記得，面對全新的發(fā)動機，研制團隊開始了夜以繼日的科技攻關，幾十種新材料、100多種新工藝一一被攻克。然而，發(fā)動機的起動成為最大的攔路虎。
他說，起動階段整個發(fā)動機處在不穩(wěn)定的動態(tài)過程里， 因為轉速從靜止狀態(tài)轉到幾萬轉，溫度要從低溫狀態(tài)進入到高溫狀態(tài)，我們的控制時序都是以毫秒級來控制動作的，任何一個動作配合不好，沒達到預想的結果都可能導致失敗。
最初讓研制團隊備受打擊的是，長征五號首飛所用的發(fā)動機樣機研制出來后，其試車結果連續(xù)4次均遭失敗：兩次起動爆炸，兩次燃氣系統(tǒng)燒毀。
周利民說，這些對整個研制隊伍、設計隊伍的信心打擊非常大，“很多人做夢都夢見爆炸的場景，吃不下飯，睡不好覺”。
揪出“魔鬼” 消滅“敵人”
而這些，還只是中國航天人在發(fā)動機研制階段所遭遇的“痛不欲生”。長征五號遙二任務失利后，這些人面對的壓力變得更大，他們甚至將出現(xiàn)故障的發(fā)動機問題稱之為“魔鬼”。
中國航天科技集團六院一位試驗隊員告訴記者，為了揪出“魔鬼”，消滅“敵人”，研制團隊這兩年多承受的煎熬、困苦、曲折、質疑，前所未有。所經歷的磨礪、拼搏、奮斗、攻關，也是研制歷史中罕見的。特別是那些隱藏很深的“魔鬼”，戰(zhàn)斗之緊張之復雜，更是前所未有。
“‘魔鬼’時不時突然冒出來，蒙蔽研制團隊的視線，甚至把他們逼進了伸手不見五指的無邊深淵。但研制團隊并沒有被黑暗所嚇倒，沒有被擊垮。”周利民說。
據(jù)中國航天科技集團六院的統(tǒng)計，僅2019年二三季度，該院北京11所氫氧發(fā)動機研制團隊累計加班就達到2.3萬小時，終于揪出了隱藏在發(fā)動機身上的“魔鬼”，消滅了負隅頑抗的“敵人”，排除了隱患，消除了故障。
長征五號火箭總設計師李東告訴記者，長征五號遙二火箭失利后，經過100余天的故障排查與定位，以及180余天的試驗驗證，失利的原因終于確認。此后，根據(jù)故障調查的結論，研制團隊對芯一級氫氧發(fā)動機進行了設計改進，從結構、材料和工藝等方面都采取了相應的改進措施，提高了對飛行環(huán)境的適應性。
故障原因找到了，查明了，也改進了。一切看起來都是那么的順利。
然而，新問題又來了。
歸零過程 一波三折
2018年11月30日，改進后的芯一級氫氧發(fā)動機，在長程試車過程中出現(xiàn)問題。
李東告訴記者，這一次航天人反應更快，根據(jù)故障原因，研制團隊對發(fā)動機的局部薄弱環(huán)節(jié)進行了改進，提高了結構的動強度裕度。
2019年3月29日，發(fā)動機試車故障的歸零工作及改進驗證全部完成——兩次長程試車驗證順利通過，第二次的問題就這樣解決了。
但很快，他們就迎來了第三次“遭遇戰(zhàn)”。
2019年4月4日，在長征五號遙三火箭的總裝工作進入到最后階段時，一臺用于后續(xù)任務的芯一級氫氧發(fā)動機，在試驗數(shù)據(jù)分析過程中，出現(xiàn)了“異常振動頻率”。
真可謂一波三折，再次驗證了那句話：科學探索的道路從來不是坦途。
“不帶一絲疑慮上天！”李東說，研制人員順藤摸瓜，找到了問題的“癥結”所在——發(fā)動機局部結構，對復雜力熱環(huán)境非常敏感，容易引起共振，一旦激發(fā)，不易衰減。
2019年7月，研制人員完成了對發(fā)動機的結構改進，并完成了十幾次大型地面試驗。
至此，困擾長征五號兩年多的發(fā)動機問題，終于排查完畢。
根據(jù)中國航天科技集團一院的統(tǒng)計，長征五號從2017年7月2日遙二失利，到2019年12月27日遙三發(fā)射成功，歷時908天，累計進行了40余次關鍵技術試驗。
908個日夜，無數(shù)次跌倒后又重新爬起。而最大的“硬骨頭”——氫氧發(fā)動機，也在兩年多時間里完成了鳳凰浴火、涅槃重生。
按照龍樂豪的說法，900多天，這樣的間隔時間——超出了任務失利后再進行后續(xù)飛行的周期，在長征火箭的歷史上是屬于比較長的，他印象里甚至還沒有間隔這么長時間的“歸零”。
“我們當然希望間隔時間縮短一點，但科學研究不可能隨主觀愿望改變。”龍樂豪說，長征五號遙二火箭的失利，是在復雜力熱環(huán)境相互作用下，發(fā)動機某一零部件組件出現(xiàn)失效——這個問題隱藏得比較深，大多數(shù)情況下不出現(xiàn)，只是偶爾出現(xiàn)，然而一旦出現(xiàn)，就是“災難性的結果”。
在他看來，這次“歸零”，終于把這個搗蛋的“魔鬼”逮住，盡管耗費時間長，卻值得。
“我們都憋著一股氣”
事實上，揪出“魔鬼”，“再造”發(fā)動機，并非幾個團隊就能完成。
中國航天科技集團六院北京11所副所長顏勇告訴記者，長征五號遙二火箭發(fā)射失利，把擁有“金牌動力美譽”的液體動力事業(yè)推向了風口浪尖，芯一級大推力氫氧火箭發(fā)動機出現(xiàn)的故障，讓發(fā)動機研制隊伍承受了異常巨大的壓力與考驗。該所借助集團和六院的力量，利用一切有效資源，開展歸零工作——可以說，這是一場技術攻關的“全國大聯(lián)合”。
“我第一次見到這么多院士齊聚一堂！”北京11所質量主管呂威說，他印象最深刻的一次評審，有25位院士和5位大學教授作為特邀專家來到現(xiàn)場，聽取發(fā)動機研制工作情況，提出意見建議，系統(tǒng)內的近60位領導專家也參與到交流討論中。
事實上，兩年前的任務失利之后，很多人也在躍躍欲試，期待重歸“戰(zhàn)場”，大顯身手。
“如果挫折遮蔽了前路的光明，那就用不悔的初心舉火夜行！” 文昌航天發(fā)射場發(fā)測站系統(tǒng)指揮員陳吉偉告訴記者，沒有沮喪和氣餒，大家都憋著一口氣，各個系統(tǒng)、各個崗位重整旗鼓、從零開始，立即投入火箭復飛的準備中。
一次又一次地推演流程，一項又一項地預想回想，一遍又一遍地操作演練。發(fā)測站某系統(tǒng)空氣壓縮機運行不是很穩(wěn)定，設備廠家反復做了數(shù)十次改進試驗，問題依然存在。
有很多人都勸陳吉偉，“又不是制約性因素，差不多就行了”。但他的回答卻不依不饒，“影響任務的因素，就得不打折扣，解決到底！”
如今，長征五號終于打贏這場“翻身之戰(zhàn)”，它也成為中國航天2019年最具標志性的任務。而這，不僅是因為它決定著后續(xù)嫦娥五號、載人空間站和首次火星探測等重大工程任務的執(zhí)行，更在于它將科學試驗由失敗走向成功的過程，以這樣一種直觀的方式呈現(xiàn)到公眾面前，讓人為之牽動，讓人為之驚嘆。
除了錢學森的那句話，阿爾伯特·愛因斯坦也有過一句被科學界奉為圭臬的“金句”，大意是：一個人在科學探索的道路上，走過彎路，犯過錯誤，并不是壞事，更不是什么恥辱，要在實踐中勇于承認和改正錯誤。
長征五號做到了。中國航天人做到了。
中國青年報·中國青年網(wǎng)記者 邱晨輝 來源：中國青年報
