【壯麗70年·奮斗新時(shí)代】長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭逐夢(mèng)蒼穹
沿北京城的中軸線一路向南,出永定門不到十公里,坐落著一個(gè)神秘的單位——航天科技集團(tuán)有限公司所屬中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院。這里被譽(yù)為“中國(guó)航天事業(yè)的發(fā)祥地”,是我國(guó)歷史最久、規(guī)模最大的導(dǎo)彈武器和運(yùn)載火箭研制、試驗(yàn)和生產(chǎn)基地。
1956年10月8日,中央成立國(guó)防部第五研究院,研制火箭導(dǎo)彈。1957年11月16日,國(guó)防部第五研究院一分院(今航天科技集團(tuán)所屬中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院)正式成立,至今已有60多年的歷史。
60多年來(lái),一代代科學(xué)家、工程師接續(xù)奮斗、自主創(chuàng)新,不斷把航天事業(yè)推向新的高峰。長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭經(jīng)歷了從無(wú)到有、從一箭一星到一箭多星,成功完成了以神舟飛天、嫦娥奔月、北斗組網(wǎng)、高分觀測(cè)、對(duì)外商業(yè)發(fā)射等為代表的國(guó)家重大工程的發(fā)射任務(wù),有力地支撐了我國(guó)從航天大國(guó)向航天強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)。
下定決心搞科研
1958年,國(guó)防部第五研究院一分院遷往北京南苑,開始建設(shè)我國(guó)最大的導(dǎo)彈和火箭研制基地。火箭院的創(chuàng)業(yè)者們面對(duì)艱苦的生活條件,毅然投入到航天事業(yè)中。據(jù)導(dǎo)彈總體設(shè)計(jì)專家、中國(guó)科學(xué)院院士劉寶鏞回憶,當(dāng)時(shí)聽說(shuō)要搞國(guó)防尖端科研,他和同學(xué)十分興奮。然而,當(dāng)接他們的卡車一路向南,走進(jìn)一片荒地時(shí),他和同學(xué)們都傻眼了!艾F(xiàn)在的辦公區(qū)域當(dāng)時(shí)還是農(nóng)田和原始森林。我們的宿舍是機(jī)場(chǎng)旁的一排小平房,很潮濕,夏天蚊蟲猖獗,冬天墻壁結(jié)冰,取暖用煤爐,生爐子弄得滿屋子都是煙。一點(diǎn)兒也看不出‘尖端’!
但創(chuàng)業(yè)中的年輕人有說(shuō)有笑,覺得很快活。在苦中作樂(lè)的氛圍中,年輕的航天人在錢學(xué)森等老一輩科學(xué)家的引領(lǐng)下,走進(jìn)神秘的航天之門,踏上了導(dǎo)彈研制的征程。
我國(guó)導(dǎo)彈事業(yè)起步時(shí)期,還沒有電子計(jì)算機(jī)?萍既藛T只能用簡(jiǎn)陋的手搖計(jì)算機(jī)進(jìn)行復(fù)雜的彈道計(jì)算,一個(gè)多月才可算出一條初步彈道?茖W(xué)家在計(jì)算時(shí),先按數(shù)字撥動(dòng)齒輪,每搖一次可完成一次加法,乘法則需搖動(dòng)多次才能完成。
當(dāng)時(shí)的計(jì)算員顧循珍初次計(jì)算“1059”彈道時(shí),用了5張道林紙,用手搖計(jì)算機(jī)每天計(jì)算十幾個(gè)小時(shí),紙破了就用報(bào)紙糊上幾層,在簡(jiǎn)陋的辦公條件下,他們發(fā)揚(yáng)“螞蟻啃骨頭”的精神,用了整整一個(gè)月的時(shí)間,終于算出了第一條彈道。
火箭彈道設(shè)計(jì)專家、中國(guó)科學(xué)院院士余夢(mèng)倫,當(dāng)時(shí)經(jīng)過(guò)2個(gè)月的手搖計(jì)算后,右臂整整比以前粗壯了一圈。后來(lái),他依據(jù)地球物理和天體測(cè)量知識(shí),終于弄清了地球扁率對(duì)彈道的影響,又推導(dǎo)出了導(dǎo)彈在新坐標(biāo)系中的運(yùn)動(dòng)方程式,提高了彈道計(jì)算的精度。
在那個(gè)艱苦創(chuàng)業(yè)的年代,余夢(mèng)倫說(shuō)航天人有兩個(gè)相信:一是相信中華民族有能力攻克科學(xué)的難關(guān),二是相信廣大知識(shí)界人士都是愛國(guó)的!熬褪窃谶@種強(qiáng)烈的愛國(guó)情結(jié)激勵(lì)下,全體科研人員下定決心,排除萬(wàn)難也要搞好這個(gè)尖端事業(yè)。”余夢(mèng)倫說(shuō)。
大膽創(chuàng)新永登攀
技術(shù)民主是老一輩航天人在中國(guó)航天創(chuàng)建之初就倡導(dǎo)形成的創(chuàng)新文化,也是航天事業(yè)60多年發(fā)展歷程中沉淀積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)。
1964年夏天,我國(guó)在酒泉基地發(fā)射東風(fēng)二號(hào)導(dǎo)彈,那天戈壁灘氣溫高達(dá)40多攝氏度,導(dǎo)彈加注推進(jìn)劑后,隨著時(shí)間的推移,裝入導(dǎo)彈的推進(jìn)劑溫度越升越高,最后出現(xiàn)了由“氣化”導(dǎo)致的部分推進(jìn)劑外溢的問(wèn)題。若不及時(shí)補(bǔ)救,將影響導(dǎo)彈的射程,致使導(dǎo)彈無(wú)法達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。指揮部當(dāng)即召開緊急會(huì)議,專家們談了不少補(bǔ)救方案都不合適。當(dāng)時(shí)還是中尉軍官的王永志聽到不少專家提出補(bǔ)充推進(jìn)劑、增大火箭射程的方案,便站起來(lái)說(shuō)道:“不能增加燃料,而是應(yīng)該調(diào)整推進(jìn)劑的混合比!蓖跤乐驹捯怀隹冢Z(yǔ)驚四座,有人當(dāng)即反駁:“這種想法簡(jiǎn)直就是開玩笑!”
王永志不甘心,鼓足勇氣找到院長(zhǎng)錢學(xué)森匯報(bào)。錢學(xué)森認(rèn)真聽完他的建議,對(duì)他大膽的逆向思維給予了肯定,并采納了他的建議,最后發(fā)射取得圓滿成功。
創(chuàng)新對(duì)于科學(xué)家最大的挑戰(zhàn)莫過(guò)于對(duì)自身進(jìn)行重新創(chuàng)造、重新調(diào)整、重新審視。時(shí)任火箭院一部結(jié)構(gòu)室導(dǎo)彈箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師陸友人就曾經(jīng)與我國(guó)導(dǎo)彈與航天技術(shù)的開拓者、火箭總體設(shè)計(jì)專家屠守鍔有過(guò)一次技術(shù)上的爭(zhēng)辯。那次,屠守鍔生氣地指著一張圖紙問(wèn)陸友人:“貯箱箱底銜接處,為什么不加框?”
面對(duì)學(xué)識(shí)淵博、對(duì)待技術(shù)分外嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦锨拜叺馁|(zhì)疑,陸友人卻一點(diǎn)兒都不害怕。因?yàn)樗阑鸺菏且粋(gè)講技術(shù)、講民主的地方,每一位老前輩都尊重事實(shí)、尊重科學(xué),常鼓勵(lì)年輕人創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案,只要是對(duì)的方案,他們都會(huì)支持。
陸友人對(duì)自己的設(shè)計(jì)有充分的信心,他堅(jiān)定地回答:“我認(rèn)為這個(gè)地方不需要加框。我一定會(huì)拿出試驗(yàn)結(jié)果證明我是對(duì)的!”回到研究室,陸友人就與試驗(yàn)生產(chǎn)車間的工人師傅商量,先按照?qǐng)D紙生產(chǎn)出試驗(yàn)樣品,用試驗(yàn)證明設(shè)計(jì)是否合理。一個(gè)月后,樣品生產(chǎn)出來(lái)了。屠守鍔也去現(xiàn)場(chǎng)參觀了試驗(yàn),當(dāng)看到工人們往貯箱里注水加壓,整個(gè)過(guò)程箱體滴水不漏,順利通過(guò)了加壓試驗(yàn),屠老總笑著拍了拍陸友人的肩膀,當(dāng)場(chǎng)表態(tài):“你的方案我批準(zhǔn)了!可以在型號(hào)上使用!”
超越自我爭(zhēng)一流
近半個(gè)世紀(jì)以來(lái),火箭院的發(fā)射次數(shù)快速攀升,發(fā)射密度也越來(lái)越大。以長(zhǎng)征三號(hào)甲系列火箭為例,2018年10月15日至12月25日,短短70天時(shí)間,該系列火箭成功完成了5次發(fā)射任務(wù),平均一枚火箭的發(fā)射周期僅14天。如此高效的發(fā)射離不開科研人員的創(chuàng)新實(shí)踐。
“上面級(jí)”有太空擺渡車之稱,與火箭分離后,它能直接將衛(wèi)星送入工作軌道。在發(fā)射前,要將上面級(jí)貯箱和氣瓶中的壓縮空氣排出,再充入氦氣,稱為“氣體置換”。這個(gè)環(huán)節(jié)聽起來(lái)簡(jiǎn)單,但操作起來(lái),卻是一項(xiàng)急不得的“精細(xì)活”。
遠(yuǎn)征一號(hào)上面級(jí)動(dòng)力系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)師李欣告訴經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)-中國(guó)經(jīng)濟(jì)網(wǎng)記者,一個(gè)上面級(jí)搭載的貯箱和氣瓶有近10個(gè),體積、形狀各有不同,最大的約0.5立方米,最小的僅相當(dāng)于一個(gè)礦泉水瓶,它們對(duì)充氣和排氣的速率要求都不同,速率控制必須精確。并且,為了最大限度減少空氣殘留,每個(gè)貯箱和氣瓶都要置換3次到6次,挨個(gè)排氣再充氣,通常要加班加點(diǎn)才能完成。
一天,李欣和同事們?cè)诎l(fā)射場(chǎng)車間進(jìn)行氣體置換,其中一個(gè)氣瓶完成置換需要半個(gè)小時(shí),另一個(gè)貯箱需要5分鐘。充氣開始后,他一邊觀看儀表上的數(shù)據(jù)一邊想:“過(guò)去我們采用一個(gè)一個(gè)置換的方法,雖然能保證可靠性,但重復(fù)枯燥的操作極耗費(fèi)時(shí)間,F(xiàn)在我們積累了經(jīng)驗(yàn),準(zhǔn)確掌握了置換時(shí)間和速率,如兩個(gè)置換同時(shí)進(jìn)行,既能保證質(zhì)量,還能節(jié)省5分鐘,累計(jì)算下來(lái),能省不少時(shí)間!痹诶钚篮蛨F(tuán)隊(duì)的努力下,新方案順利完成,在保證所有貯箱和氣瓶氣體置換都合格的前提下,效率提高了一倍。
在火箭院,像李欣這樣愛動(dòng)腦筋、愛思考、愛創(chuàng)新的年輕人還有很多。在他們當(dāng)中,不斷創(chuàng)新、不斷改進(jìn)流程以提高工作效率已經(jīng)成為一種自覺追求。
加注推進(jìn)劑,是火箭點(diǎn)火前非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。長(zhǎng)征三號(hào)乙火箭(簡(jiǎn)稱“長(zhǎng)三乙火箭”)在點(diǎn)火前,需要補(bǔ)加兩次推進(jìn)劑,這一流程已沿用了近30年。兩次補(bǔ)加聽起來(lái)簡(jiǎn)單,實(shí)際操作卻并不容易。僅一次加注,口令就達(dá)上百條,需要四五十個(gè)工作人員,不斷打開、關(guān)閉各種閥門才能完成;鸺O(shè)計(jì)師朱平平大膽地提出將兩次補(bǔ)加合二為一,這樣做既精簡(jiǎn)了對(duì)貯箱加壓、泄壓的流程,又減少了推進(jìn)劑揮發(fā)。
2018年3月30日,長(zhǎng)三乙火箭與遠(yuǎn)征一號(hào)上面級(jí)將兩顆“北斗三號(hào)”衛(wèi)星送上太空。在這次發(fā)射中,30年不變的火箭加注流程被改變,未來(lái)長(zhǎng)三乙火箭發(fā)射,推進(jìn)劑加注流程將更加優(yōu)化。
從過(guò)去一次發(fā)射需要準(zhǔn)備50多天,到現(xiàn)在只需20多天,長(zhǎng)三乙火箭發(fā)射流程在不斷地優(yōu)化改進(jìn)。每一步改進(jìn),都是在汲取前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,千錘百煉反復(fù)推敲,正是這種敢于超越、嚴(yán)慎細(xì)實(shí)的航天精神推動(dòng)著我國(guó)航天事業(yè)不斷攀向新的高峰。
目前,長(zhǎng)征火箭家族中備受關(guān)注的新成員——長(zhǎng)征九號(hào)重型運(yùn)載火箭也正在開展關(guān)鍵技術(shù)深化論證工作。長(zhǎng)征九號(hào)火箭工程的實(shí)施,將進(jìn)一步促進(jìn)航天科技和工業(yè)發(fā)展,使我國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)在2030年前邁入世界一流梯隊(duì)。
團(tuán)隊(duì)協(xié)作出成果
由于火箭整流罩容積有限,以往密集的衛(wèi)星布局,已經(jīng)留不出空間供工作人員總裝操作了,怎么辦?
一天,長(zhǎng)十一火箭總體型號(hào)設(shè)計(jì)師布向偉正在街上走著,忽然看到一個(gè)小孩在玩積木,他靈光一現(xiàn):“積木能搭出各種形狀,也能拆分開,衛(wèi)星支架是不是也可以拆分開呢?先把它拆分成5個(gè)部分,分別與衛(wèi)星對(duì)接,再把連同衛(wèi)星的支架像搭積木一樣拼接在一起,不就解決了嗎!”
在火箭箭體里,有各種測(cè)量?jī)x器,為了把這些儀器放進(jìn)火箭,火箭的艙段上有很多窗口,每個(gè)窗口都有一個(gè)口蓋,平時(shí)是打開的,臨發(fā)射前才鎖上。每個(gè)口蓋都有十來(lái)把鎖,以前一個(gè)口蓋要十幾分鐘才能鎖上,多有不便;鸺l(fā)射前,如果這些鎖能夠在更短的時(shí)間內(nèi)鎖上,就能給發(fā)射隊(duì)員撤離留出更多的時(shí)間。
在一次討論中,技術(shù)員季寶鋒看到同事無(wú)意中按動(dòng)圓珠筆,突然想到可以巧用圓珠筆彈力,他立即把圓珠筆彈簧拆下,用鉗子剪斷,嘗試著放到快速鎖里面,在此基礎(chǔ)上,季寶鋒和研制團(tuán)隊(duì)又進(jìn)行了改良,加大彈簧彈力,最終發(fā)明成功了“快速鎖”。
航天工程是“萬(wàn)人一桿槍”的事業(yè),在火箭院,有很多具體的崗位,每一個(gè)崗位都是一份責(zé)任。在這樣的氛圍里,航天人形成了團(tuán)結(jié)協(xié)作、同舟共濟(jì)的大局觀,在團(tuán)隊(duì)精神的推動(dòng)下,中國(guó)航天事業(yè)得以在創(chuàng)新中發(fā)展、在困境中超越。
走進(jìn)火箭院“余夢(mèng)倫班組”,小小的辦公室墻上,掛著一幅書法作品:不同軌道、相同夢(mèng)想,彈道有痕、進(jìn)取無(wú)疆。16個(gè)大字,生動(dòng)展現(xiàn)了這個(gè)彈道設(shè)計(jì)班組的形象。
火箭院黨委書記梁小虹說(shuō):“他們中的每一個(gè)人,雖然發(fā)展軌跡各不相同,但都懷揣著對(duì)彈道設(shè)計(jì)相同的熱愛和追求,就像太陽(yáng)系不同軌道的行星那樣,圍繞著同一個(gè)中心旋轉(zhuǎn),而每條軌道的交匯和融合處,便會(huì)閃現(xiàn)出班組的精彩亮點(diǎn):創(chuàng)新、人才、合作……這種運(yùn)行模式形象地被稱之為‘太陽(yáng)系團(tuán)隊(duì)’!
“余夢(mèng)倫班組”正是這種團(tuán)隊(duì)合作文化的典型體現(xiàn)。在這里,從來(lái)沒有密不告人的閉門設(shè)計(jì),也沒有相互封鎖的計(jì)算方法,一旦某個(gè)人鉆研出了新的設(shè)計(jì)工具,就會(huì)上傳到共享平臺(tái),與所有人分享,并共同優(yōu)化、改進(jìn)。對(duì)于這一點(diǎn),宋強(qiáng)有很深的體會(huì)。兩年前,因?yàn)橛⒄Z(yǔ)能力最強(qiáng),宋強(qiáng)被委派了一項(xiàng)重大任務(wù):申報(bào)一項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)!皣(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是獲得國(guó)際話語(yǔ)權(quán)的基礎(chǔ),難度很大,要是光靠我一個(gè)人的力量,絕對(duì)完不成。”入職剛剛兩年的宋強(qiáng)這樣說(shuō)。
組里成立了一個(gè)工作團(tuán)隊(duì),由老中青三代員工組成:宋強(qiáng)為組長(zhǎng),負(fù)責(zé)技術(shù)抓總、對(duì)外公關(guān)、參加國(guó)際交流會(huì)議;彈道專家余夢(mèng)倫院士和茹家欣研究員,是團(tuán)隊(duì)的技術(shù)掌舵人,主要負(fù)責(zé)技術(shù)把關(guān);而青年技術(shù)骨干周天帥等人,擁有大量的標(biāo)準(zhǔn)資料和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),為宋強(qiáng)提供了快速學(xué)習(xí)的途徑。2012年3月份,這項(xiàng)名為“星箭分離遠(yuǎn)場(chǎng)要素分析”的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)幾經(jīng)周折,終于得到美國(guó)、加拿大、日本等國(guó)家的支持,正式獲得立項(xiàng)。
每個(gè)人都將自己的最大努力聚合為團(tuán)隊(duì)力量,這就是航天事業(yè)發(fā)展的動(dòng)力源泉。(經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)-中國(guó)經(jīng)濟(jì)網(wǎng)記者 姜天驕)