“胖五”发射失败内幕公开,中国航天走出至暗时刻

(“中国航天报”微信公众号12月28日文章) 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”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 。 没有残骸 , 就看不到病症 , 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 , 经常后半夜才回家 。 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 。


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