長二F運載火箭總師講述18年為國鑄箭歷程——
“有我們,請放心!”

長二F火箭點火發射瞬間。新華社發
作者容易近影。新華社發
最美人間四月天,春和景明時節,大漠深處的酒泉衛星發射中心還略有涼意。就在這裡,5個多月前,長征二號F遙十七運載火箭凌空而起,把神舟十七號飛船送入太空。那激動人心的一幕幕仿佛就在昨日、仿佛還在眼前。
近年來,長二F系列運載火箭接連出征太空,圓滿完成了發射神舟載人飛船任務,為中國空間站的建造和中國空間站的應用與發展作出了卓越貢獻。
“有我們,請放心!”作為中國火箭人,我們多年來一直為這字字千鈞的承諾而努力奮斗,為鑄造高可靠性和高安全性的長二F運載火箭而倍感驕傲和自豪。
載人飛行 人命關天
2004年,有關方面決定開始研制改進型長二F火箭,以更好滿足空間交會對接任務的需求。2006年,我進入中國航天科技集團一院即中國運載火箭技術研究院工作,之后很快加入了改進型長二F火箭研制隊伍,開始從事故障檢測和逃逸系統的總體設計工作。
長二F是截至目前中國唯一在役發射載人飛船的運載火箭型號。與其他型號火箭相比,它擁有“專屬”的故障檢測和逃逸系統。然而,對故障檢測和逃逸系統方面的知識,彼時的我還知之甚少,必須花大量時間和精力去認真鑽研,特別是向荊木春、張智等前輩專家求教。他們是中國載人航天工程的資深大家,從1992年中國載人航天工程立項起,就參與載人火箭的研制,都從事過故障檢測和逃逸系統領域的工作。他們在這些方面給予我悉心指導、指教。
正是在前輩們的關懷和引領下,我在業務能力方面取得很大進步,對負責的工作感到游刃有余並開始涉足型號總體工作,其中包括對運載火箭首飛前質量措施進行確認等。也正是從那時起,我開始全面了解中國載人火箭的質量管理體系和獨有的“加嚴措施”,並逐漸接受載人火箭對質量最高標准、最嚴要求的理念。
我第一次去發射場執行任務是在2011年下半年,當時實施的是中國第一個空間實驗室天宮一號和神舟八號飛船空間交會對接等任務。擔綱天宮一號和神舟八號發射任務的均為改進型長二F運載火箭,由於發生了較大技術變化,該型號實際上相當於全新的火箭,因此沒有安排載人飛行,我當時感到很放鬆,可謂從容不迫。
2012年6月,神舟九號載人飛行任務實施,擔綱此次發射任務的當然還是改進型長二F運載火箭。我原以為自己會像之前兩次那樣,鎮定從容,甚至游刃有余。然而沒想到的是,當一看到大屏上出現航天員的身影,看見他們從火箭整流罩進入載人飛船,我內心就頓時緊張起來,耳邊反復響起前輩們經常挂在嘴邊的那句警示語:“載人航天,人命關天!”是的,航天員把生命交給了我們,作為載人火箭的研制者,我們肩負沉甸甸的責任,必須時刻心存敬畏、必須為了確保他們的安全而精益求精,拼盡心力。
我們載人火箭團隊有一個慣例:在點火發射前約3小時,火箭各系統的主要人員都去發射塔架,查看火箭的最后狀態。此時恰逢航天員登塔、上箭、進艙,我們在塔架上能遠遠地看到他們搭乘電梯的身影。就是這遠遠的短暫一瞥,激發起我們無比強烈的使命感和責任感:要確保他們的安全,要為中國載人航天事業的發展高度負責。這些早已成為我們的主觀自覺,早已內化為我們的本能。
加緊完善 不遺余力
2021年初,我就任長二F運載火箭總師。彼時,准備執行神舟十二號飛船發射任務的長二F遙十二火箭、遙十三火箭到了“臨出廠”階段。我著手快速了解、熟悉它們最新研制情況和狀態。
我經過詳細深入調研,深刻認識到,這兩發火箭最大的特點是技術變化非常多,與2016年成功發射的長二F遙十一運載火箭相比,技術變化有上百項之多,其中超過七成與提高火箭的可靠性和安全性相關。這既說明載人火箭的技術狀態管控之嚴格,不管多麼細小的改變都要經過嚴格的審批和驗証,也彰顯該型火箭經歷過精益求精的艱辛歷程,可靠性和安全性實現了“百尺竿頭,更進一步”。
高可靠、高安全是載人火箭最本質的特征。提升可靠性和安全性一直是我們載人火箭隊伍的核心目標和工作。在研制之初,載人火箭的可靠性指標被定位為0.97,這在當時看起來遙不可及。然而,通過30多年持續不斷拼搏,中國載人火箭不僅如願達到該目標,而且把可靠性評估值提升接近0.99。這堪稱光照世界航天發展史的巨大飛躍。
進入中國空間站建造階段以來,為了最大程度確保航天員安全,有關方面要求執行“打一備一、滾動備份”的模式:每次發射一枚載人火箭,同時要有一枚載人火箭在發射場待命。待命載人火箭在解除值班任務后轉為正式發射任務的火箭,由新火箭接替執行值班待命任務。執行該模式就意味著出廠執行新的值班任務的火箭在奔赴發射場時,發射場有一枚轉為執行正式發射任務的火箭,由此催生了火箭質量管控特別是技術狀態管控的新模式。
火箭改進在持續不斷進行,新出廠的火箭相對於之前的火箭一定會有某些方面的改進,以進一步提升可靠性、安全性。隨之而來的問題是,之前出廠並且已經在發射場准備轉為執行正式任務的火箭該怎麼辦呢?要不要也進行改進呢?對此,我們的做法是,在新的火箭出廠前,逐一分析確認這些新的狀態變化能否應用到即將執行任務的火箭上,能改進的方面必須全部實施,確實沒有條件改進的,要逐一進行深入分析。
長二F遙十三火箭就是這方面一個典型的例子。當時,長二F遙十四火箭有一項改進:火箭助推和芯級的捆綁連接裝置加一個防護罩。我們經過深入討論,決定給遙十三也加上。於是,立刻著手設計安裝方案,安排生產防護罩。經過各方協同努力,最終給遙十三落實了這項改進,可靠性進一步提升。
擇優而用 追求完美
火箭在發射前會在發射場做大量測試,以充分暴露隱患。在發射場,長二F遙十二火箭暴露出多個質量問題,每一個都需要在現場做深入分析,工作人員必須連軸轉,勞動強度很大。那一次,我們在現場的團隊整整奮戰了1個月。
我們一直秉承這樣的理念:火箭在發射前出現問題並不是壞事,警示我們把工作做到盡善盡美。發現問題並徹底歸零,就是進步。載人火箭更追求應用高可靠性和高質量的產品,有時候就需要對箭上的產品進行更換。在我們的團隊裡,有這樣一個原則:如果有更好的產品可以更換,如果我們能夠掌控更換上去產品的風險並將其消除,就一定將其更換上去。記得在發射場現場,我們更換過火箭動力系統蓄壓器、動力系統膜片、控制系統的慣組、伺服機構等產品。從操作者來說,已有產品“下箭”到新產品“上箭”,毫無疑問會增加操作風險,所以我們每一次更換時都萬分謹慎,想方設法確保萬無一失。
在這方面有一個讓我至今都印象非常深刻的故事。在長二F遙十三火箭換動力系統蓄壓器時,我們當時就面臨一個矛盾:要將其換下來,必須先把前面的管路斷開,以騰出空間,然而卸下來再重新安裝上去,管路的密封性能就可能不如之前。
那天,我一早在食堂門口碰到了工藝調度人員,詢問相關情況。他們說,已經著手解決上述矛盾,能夠消除管路密封風險,並且在前一天已經連夜安排從外地調運經過驗收過的同樣產品。得知這個消息的一瞬間,我心裡滿是感動。他們沒有選擇規避風險,而是主動解決問題。一邊是“求穩妥”,另一邊是“求更優”,在二者之間必須做出取舍時,我們的團隊成員從來都是講大局、重協作,迎著困難上,全力以赴追求完美。
改進檢測 制定預案
在實踐中,我們發現絕大部分問題發生在地面設備上。長期以來,地面設備檢修是採用“加電”操作來進行的,經過探索和實驗,我們建立一整套對其進行檢修的量化標准。
在完成長二F遙十二任務之后,我們利用兩次任務間隙,採購了專業設備,制定了專門的定量標准,對不同的地面設備進行定量測試,這使我們開展相關工作就更加有科學性和針對性,特別是能夠對相關設備是否滿足要求,作出更准確判斷。事實証明,這項創新是行之有效的,之后的兩發火箭執行任務的情況表明,地面設備發現問題的數量大幅下降。
“做預案”是我們載人火箭團隊一直持續做的事情之一。在執行神舟十三號任務時,我們需要針對其他型號發生的推進劑泄漏的質量問題,在現場開展舉一反三。執行該次發射任務的是長二F遙十三火箭,其推進劑加注后是否會發生泄露?據此該如何做預案?圍繞這些問題,我們當時連夜開會,一直研討到第二日凌晨。后來,大家決定在北京安排做一次試驗,看看正常狀態下推進劑加注后的形態。
在此一周之后,長二F遙十三火箭進行燃料加注,我們在現場等待對加注是否正常作出判斷。因為之前已經做了試驗,我們隻需要把試驗視頻和現場視頻做比對,就心中有數了。當發射場方面請我作為載人火箭總師作出判斷並拍板時,我信心十足地說:“沒問題,往下進行!”
“預案寧可做到備而不用,也不能用而無備。”事后回想起來,如果之前沒有做試驗,我當時在現場是很難做出判斷和決策的。
優化流程 提高效能
在中國空間站建造階段,每年要實施兩次載人發射任務,相對於以往平均三年一次載人發射而言,發射密度大大提高,我們的工作量數倍增加。
不僅如此,中國空間站建造任務開始后,有關方面對我們載人火箭團隊提出了另一項要求:應急救援。也就是說,如果航天員在太空中遇到危險情況,必須確保有一枚能夠應急救援的火箭,以最快的速度發射升空,把航天員安全接回地面。
這就意味著,執行一次任務,我們必須完成 “正式火箭”和“備份火箭”兩枚火箭的總裝和測試。此外,我們還要科學設計應急火箭執行任務的流程。面對空前的時間壓力和多任務並行的壓力,如何進一步優化流程,顯著提高工作效能,成為擺在我們面前的一道必答難題。
我們經過全面謀劃分析,把火箭基礎級、逃逸塔、整流罩分成3條線,將兩發火箭的工作項目逐個細化分析,結合人員和資源情況,排出了局部並行的工作流程。我們開展了大量測試覆蓋性分析,優化設置正式箭和應急箭待命前的工作項目,在實踐中進一步挖掘提升效率的潛能,使得流程更加順暢,大大節省了時間。
特別一提的是我們制定的應急救援流程。太空應急救援對於我們而言,當時還是新事物,既要追求快,又要追求穩。我們經過反復推演討論,給出了應急救援的工作項目和24小時工作制的實施方案。
“火箭,尤其是載人火箭,追求高質量永無止境。為此,我們唯有風雨兼程、永不停歇”。這句話鞭策我走過為國鑄箭18年歷程,它將指引我帶領團隊繼續奮勇前進。
(本文作者為長征二號F運載火箭總師,由黃希根據作者口述整理)
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