【壮丽70年·奋斗新时代】长征系列运载火箭逐梦(2)
创新对于科学家最大的挑战莫过于对自身进行重新创造、重新调整、重新审视。时任火箭院一部结构室导弹箱体结构设计师陆友人就曾经与我国导弹与航天技术的开拓者、火箭总体设计专家屠守锷有过一次技术上的争辩。那次,屠守锷生气地指着一张图纸问陆友人:“贮箱箱底衔接处,为什么不加框?”
面对学识渊博、对待技术分外严谨的老前辈的质疑,陆友人却一点儿都不害怕。因为他知道火箭院是一个讲技术、讲民主的地方,每一位老前辈都尊重事实、尊重科学,常鼓励年轻人创新设计方案,只要是对的方案,他们都会支持。
陆友人对自己的设计有充分的信心,他坚定地回答:“我认为这个地方不需要加框。我一定会拿出试验结果证明我是对的!”回到研究室,陆友人就与试验生产车间的工人师傅商量,先按照图纸生产出试验样品,用试验证明设计是否合理。一个月后,样品生产出来了。屠守锷也去现场参观了试验,当看到工人们往贮箱里注水加压,整个过程箱体滴水不漏,顺利通过了加压试验,屠老总笑着拍了拍陆友人的肩膀,当场表态:“你的方案我批准了!可以在型号上使用!”
工作人员正在进行火箭总装。 (资料图片)
超越自我争一流
近半个世纪以来,火箭院的发射次数快速攀升,发射密度也越来越大。以长征三号甲系列火箭为例,2018年10月15日至12月25日,短短70天时间,该系列火箭成功完成了5次发射任务,平均一枚火箭的发射周期仅14天。如此高效的发射离不开科研人员的创新实践。
“上面级”有太空摆渡车之称,与火箭分离后,它能直接将卫星送入工作轨道。在发射前,要将上面级贮箱和气瓶中的压缩空气排出,再充入氦气,称为“气体置换”。这个环节听起来简单,但操作起来,却是一项急不得的“精细活”。
远征一号上面级动力系统总体设计师李欣告诉经济日报-中国经济网记者,一个上面级搭载的贮箱和气瓶有近10个,体积、形状各有不同,最大的约0.5立方米,最小的仅相当于一个矿泉水瓶,它们对充气和排气的速率要求都不同,速率控制必须精确。并且,为了最大限度减少空气残留,每个贮箱和气瓶都要置换3次到6次,挨个排气再充气,通常要加班加点才能完成。
一天,李欣和同事们在发射场车间进行气体置换,其中一个气瓶完成置换需要半个小时,另一个贮箱需要5分钟。充气开始后,他一边观看仪表上的数据一边想:“过去我们采用一个一个置换的方法,虽然能保证可靠性,但重复枯燥的操作极耗费时间。现在我们积累了经验,准确掌握了置换时间和速率,如两个置换同时进行,既能保证质量,还能节省5分钟,累计算下来,能省不少时间。”在李欣和团队的努力下,新方案顺利完成,在保证所有贮箱和气瓶气体置换都合格的前提下,效率提高了一倍。
在火箭院,像李欣这样爱动脑筋、爱思考、爱创新的年轻人还有很多。在他们当中,不断创新、不断改进流程以提高工作效率已经成为一种自觉追求。
加注推进剂,是火箭点火前非常关键的环节。长征三号乙火箭(简称“长三乙火箭”)在点火前,需要补加两次推进剂,这一流程已沿用了近30年。两次补加听起来简单,实际操作却并不容易。仅一次加注,口令就达上百条,需要四五十个工作人员,不断打开、关闭各种阀门才能完成。火箭设计师朱平平大胆地提出将两次补加合二为一,这样做既精简了对贮箱加压、泄压的流程,又减少了推进剂挥发。
2018年3月30日,长三乙火箭与远征一号上面级将两颗“北斗三号”卫星送上太空。在这次发射中,30年不变的火箭加注流程被改变,未来长三乙火箭发射,推进剂加注流程将更加优化。
从过去一次发射需要准备50多天,到现在只需20多天,长三乙火箭发射流程在不断地优化改进。每一步改进,都是在汲取前人经验的基础上,千锤百炼反复推敲,正是这种敢于超越、严慎细实的航天精神推动着我国航天事业不断攀向新的高峰。
目前,长征火箭家族中备受关注的新成员——长征九号重型运载火箭也正在开展关键技术深化论证工作。长征九号火箭工程的实施,将进一步促进航天科技和工业发展,使我国运载火箭技术在2030年前迈入世界一流梯队。
长征五号遥一任务火箭转场发射队合影。 (资料图片)
团队协作出成果
由于火箭整流罩容积有限,以往密集的卫星布局,已经留不出空间供工作人员总装操作了,怎么办?