作者:王珊
2018-09-29·阅读时长8分钟
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如您已购买,请登录口述/张智 采访、整理/王珊
1987年,我从北京航空航天大学毕业。那时,我们工作包分配,国家需要我们去哪里,我们就去哪里。我是学飞机制造出身的,临毕业时,我当时只知道自己要被分到航天部,但航天部在哪儿、我去了要干什么,这些我都不清楚。等我到了中国运载火箭技术研究院门口,我才知道我是被派来造火箭的。造飞机和造火箭从专业上来讲跨度并不大,但存在一些设计理念的区别。比如说,飞机要重复使用,所以要进行疲劳设计,以保证飞机多次飞行后依然是安全的,我的本科论文做的就是这个。但火箭不一样,火箭是一次性使用的,它考虑的是发射以后承受的冲击强度,要做强度方面的试验。
我刚到中国运载火箭技术研究院时,恰好赶上国家提出“863计划”(国家高技术研究发展计划),计划明确提出“中国在航天技术方面取得了巨大的成就,但在载人航天方面仍是空白”,要将建设空间站作为航天技术领域的两个主题项目之一。既然要送人类上太空,就必须有天地往返运输系统。那个时候,使用航天飞机的思想还很流行,美国1981年就实现了航天飞机的首次载人飞行。论证的时候,老一辈的科学家也讨论了中国发展航天飞机的可能性,但考虑到投资强度和国内的技术基础,最终决定使用国内现有的长征二号E运载火箭适当改进后发射载人飞船,由此开启中国的载人航天“三步走”战略。
“三步走”战略提出来后,我们院的任务就是在长征二号E运载火箭的基础上,研制长征二号F火箭。作为载人航天工程的重要组成部分,长征二号F火箭的研制既要在运载能力、入轨精度等性能指标上下功夫,更需要考虑可靠性和安全性指标。我被分配的任务是做火箭的逃逸系统。这个系统体现在长征二号F火箭上是一个类似于避雷针的构造,我们称之为“逃逸塔”,它位于飞船顶部,高8米,在火箭发射过程中万一发生危及航天员生命安全的意外情况,它要确保航天员能够瞬间逃生、安全返回;在发射顺利时,它还必须按计划点火工作,脱离箭体,让飞船得以继续飞行。
在当时,我们只清楚一些基本原理,实际操作很难。国际上又很封闭,也获得不到什么帮助。我们也知道火箭炸了要逃,但哪些因素会导致火箭发生爆炸?万一发生爆炸,我们得反应多快才是安全的?我打个比方,如果火箭一秒钟内爆炸的辐射范围是一公里,但你一秒钟只跑了500米,那也是白跑。还有,爆炸会产生火、热、碎片,这三种的危害度有多大,在大气、真空、太空中又有哪些不同?这些,都是摆在面前必须挨个解决的问题。我们先是分析了世界范围内的火箭事故,总结了他们出问题的点,发现逃逸系统的发动机设备最容易出问题,接着是控制系统,这些都成为我们的研究重点。当然,我们也做了很多的模拟试验。我记得推进剂爆炸试验是在长沙一个山坳子进行的,我们做了一个几百公斤重的模拟装置,将它吊起来,等爆炸的时候它掉下来,弄破了两只箱子,用以模拟推进剂爆炸的威力。
所有的问题都是从摸不到头脑的阶段一个个捋清楚的。长征二号F系列火箭研制,其实就是一个不断认识和补课的过程。2003年10月15日,我们发射了神舟五号飞船,将中国的第一名航天员杨利伟安全地送入了轨道。那一次,杨利伟在天上待了23个小时就返回了地面。当时我们还没有从发射场返回北京,就听说了杨利伟在飞行过程中,经历了一个很不舒服的振动,他后来还在一本书里描述了这个振动:“当火箭飞行到三四十公里高度的时候,火箭和飞船发生了急剧的抖动,产生了共振,那种十分痛苦的感觉,让我的五脏六腑都快碎了,我心里感觉我不行了,我要撑不住了,振动26秒之后,这个振动慢慢减轻,如同一次重生。”
我们觉得这可能是传说中的POGO振动(纵向耦合振动)。从发射场回来之后,我们工作人员一起看了当时的飞行数据,发现这个振动只有8赫兹。随即,我们成立了一个研究组,试图寻找振动的来源。这个工作用了五年的时间:长征二号F火箭是从长征二号E借鉴过来的,由于当时试验条件不具备,这个火箭并没有进行纵向的振动试验,在长征二号F研制的时候,类似的试验也没有进行。这就是我们缺的课、欠的账,既然缺了,就要补上。2008年,翟志刚完成任务回来后,我问他:“你这次飞行感觉怎么样?”他说:“好!平稳!舒服!”5年时间就是为了把一个“不舒服”的“不”字去掉,变成“舒服”。
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哈哈,天下天鹅一样白
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