每次发射大火箭的时候 我们都在发射中心吃包子(图)

投稿时间:2021-02-06  消息来源:网络  提交者:洪门小拳

大家把长征五号叫做“胖五”,我们非常高兴,因为显得这个火箭非常可爱。

很多人问过我:发射当天,你们怎么用餐?

其实很简单,也很传统——我们主要吃包子。一是因为包子是圆的,有“圆满”的意思;第二就是因为“快”,因为时间安排往往非常紧。

2020年8月22日,“科普中国-我是科学家”第24期演讲“飞向深空”现场,长征五号运载火箭总体主任设计师黄兵带来演讲:《经历过不OK,我们会努力让长征五号更OK,运载更多航天梦想去深空》。

2020.8.22 北京

大家好,我是修筑通天之路的黄兵,来自中国运载火箭技术研究院总体设计部。我从2006年开始专心研究长征五号运载火箭,参加了遥一到遥四的所有发射任务。

这是大家眼中的长征五号。左边和右边两幅图片,大家能不能分辨出区别?左边是今年5月5日发射的长五B遥一(CZ-5B),右边是长五的基本形(CZ-5),从外形上确实看不出太大区别。

其实,长征五号火箭开始研制时,家族里有六个兄弟姐妹。一直到初样阶段,我们还是按照六个构型在研制。但后来我们发现,如果同时研究六个火箭构型,工作压力太大,所以就挑了其中能力最大的两款火箭。

长征五号整体高度有50多米,直径有12米,加注以后的总重量超过800吨,所以大家把它叫做“胖五”。我们非常高兴,因为显得这个火箭非常可爱。

“胖五”身形确实很魁梧,其实它不是胖,是强壮。以往的火箭可能也就五六百吨的推力;而长五运载火箭现在起飞的推力达到了1000吨。有这么大的推力,才能推举起更大的有效载荷,去更深空探测。

今天是2020年8月22日,一个月前,7月23日,我正在海南文昌发射场里,专心为“天问一号”发射做准备。这张照片里,仰头的是我,我旁边那位同志正在倒计时,喊10、9、8、7、6、5、4、3、2、1。

“天问一号”在中午12点41分发射,而火箭准备发射时是-13小时,这意味着,我们的工作从前一晚23点就开始,我们俩就一直保持这样的姿态,直到发射完毕才如释重负,起来活动一下。

我俩应该是距离火箭发射最近的人,喊完口令之后,可能离发射就是一个按钮或一个眼神的距离。不过,每次发射,我们都不曾亲眼看到长五运载火箭拔地而起的雄姿——因为我们必须要坐在测控发射大厅的岗位上。

虽然有一点点遗憾,不过我们还是非常享受发射的整个过程。发射完毕,我们俩都会拥抱一下,给对方一个OK手势,表示我们又成功了——但并不是每一次的发射过程都那么OK。

我们也经历过很多“不OK”的情况。

2016年11月3日,长征五号火箭首次执行发射任务。

整个过程可以说是一波N折:因为我们是第一次发射,各系统也都是第一次会面,多多少少都会有各种问题,导致当天的火箭发射不得不推迟了6次。

火箭发射是一个全系统的工程。组织发射前,大家会一起制定很详细的预案——一摞资料摆在我们面前,有将近半个人那么高。我们会把它放在座位后面,时刻备查。大部分问题,都能在预案里找到解决措施。

但当天还是出现了一些意料之外的情况。

其中一次,发动机预冷出现了问题。如果不解决,火箭就不能发射——因为它有绝对的安全上的问题。我们启动了一个紧急机制,很多核心的同志都集中到旁边一个决策室里。我们匆匆忙忙画了这么一张图。

这张图确实看上去不那么规整,但借助它,我们找到并解决了问题。

可同时,另一个问题就来了:这需要有人再回到发射台操作。

这时的状态是-3.5小时,也就是说,离发射还有三个半小时。当时,低温推进剂的液氢液氧已经全部加注完毕。虽然在设计火箭时,我们会全面考虑安全性问题,但也没有人敢说“绝对不会出问题”。

在下达了“要抢险”的口令之后,我们的同志还是义无反顾地登上了3.3公里外的发射台,精准操作,及时消除了问题,保证了遥一火箭成功发射。

类似这样的问题,发生在地面上时,我们总能通过系统的分析找到解决办法,最终让火箭发射可以OK。

长征五号火箭首飞发射瞬间 | 新华网

此后不久,我们又遭遇了一次更大的不OK,也是令我们长五人刻骨铭心的一次不OK:2017年7月2日,长征五号运载火箭第二发任务发射失利。

其实当天所有准备工作都非常顺利:

按照设定,工作人员在当晚19:23:23准时按下点火按钮,没有问题;

火箭起飞很正常,没有问题;

170秒后,火箭和助推正常分离,没有问题;

此后火箭就脱离了大气层,整流罩分离也正常——火箭设计其实最怕大气层,因为有很多干扰因素给火箭飞行带来安全考验。

正当大家准备长舒一口气时,意外发生了。

300秒时,通过返回的遥测数据,我们看到火箭逐渐偏离了原来的设计状态。此时已经属于火箭的主动段弹道,我们不再对火箭进行控制,因为时间确实太短,人的判断可能来不及,如果干预反而可能出现一些别的问题。所以,出现偏差后,我们只能看着它一点一点地失利,没有办法。

我们有一个微信群。发射失利后,同志们都相互鼓气,说共渡难关。

这次发射失利后,我们不眠不休,继续找故障,基本没有合过眼。两天后,回北京那天,相关同志直接在机场座位上睡了一片。

回京后的908天里,我们围绕火箭的主故障,把整个火箭从头到尾、从里到外进行了一个全面的再审视,提出了超过200项改进——通过努力,终于在去年(2019年)12月27号,长五第三发任务(失利后的首飞复飞任务)时,我们获得了一个圆满的成功。

从去年12月27号到今年7月23号,我们已经连续取得了三次圆满成功。回头看,正是那些不OK的状况甚至严重挫折,令长五火箭变得更完善,我们的预案也更丰富。

其实,作为总体设计人员,我们不仅仅要考虑发射和测试的问题,还要围绕长五火箭进行方方面面的统筹。

比如发射场地。

以往传统火箭的发射起飞后,你可能在新闻画面里看到周围群山环绕,或者戈壁滩和雪域高原——因为它们都在内陆发射场发射。而长征五号发射后,大伙儿看到的是漂亮的海面,很壮观。

天问一号发射现场 | 航空物语@微博

长五是国内首个在海南发射场发射的火箭。

其实世界上主要的航天发射场大都建在海边。为什么?因为在海边发射有两个优势:

一个是落区好。传统火箭是分级的,每一级完成自己的使命后,就会被抛离,回到地球。但火箭抛离后不能砸到大城市里去,即便是到达一个人烟稀少的地方,也不能造成人员伤害。所以,从前每一次传统火箭发射,都要对落区里的人员进行疏散,这是一项很大工程的工作。而长五火箭选择了海边,我们通过轨道设计,避开沿途的一些岛国,剩下的就是茫茫大海,这个问题相对就缓解了很多。

第二个是运输问题。传统火箭采用铁路运输,虽然便捷,但随之而来的问题是:铁路沿途的隧道、涵洞甚至电线杆等等,都会限制火箭的规模,让它的直径不能更大。

传统火箭最大规模是直径3.35米,其实就是受限于铁路运输的尺寸。而长五火箭担负的运载能力需要翻倍,就必须要解除对火箭直径的约束。我们最终选择的长五火箭芯级直径达到了5米,肯定无法通过铁路运输,所以我们选择了海上运输。

相应地,整个发射方式都会跟着发生一些变化。

我们将火箭总装厂选择在天津,因为天津有天津港。火箭在总装厂房经过测试之后,就运送到天津港,通过远望船,大概一周就能抵达文昌清澜港。到了清澜港,我们再把火箭一点一点分模块装上专门的特种车辆,然后分批进入发射场。

每次火箭进场,都有一个非常隆重的欢迎仪式。锣鼓喧天,两边都是我们的同事。为什么?因为这意味着我们这发任务的正式开启,同时也饱含着大伙对于圆满成功的希望。

大伙儿看火箭发射,好像就是我们当天坐在那儿按几个按钮——其实,这只是我们工作中很小的一部分。

我们每次去海南,至少要待70天,有些特殊岗位的同志要超过100天。长五遥三是2019年12月27号发射,10月初我们就去海南了;今年(2020年)11月底,我们还要再完成一个遥五的任务(编者注:“嫦娥五号”发射任务)。事实上,一年内,我们要完成四发长五任务,4×70,也就是说,最少也要在海南待满280天。

我们长五的同志,都很有激情,投入非常大,愿意为火箭做奉献。

很多人问过我:发射当天,你们怎么用餐?

其实很简单,也很传统——我们主要吃包子。一是因为包子是圆的,有个“圆满”的意思;第二就是因为“快”,几口嚼完,一口水下去,马上又能坚守岗位。发射时,时间安排往往非常紧。

每次发射结束,我们会回到一个很大的食堂,围在大屏幕前。很多岗位的同志(包括我),发射时看不到现场,只能感受到火箭起飞后脚下轰隆隆的震动。回来后就聚在一起,在大屏幕上重温视频,感受发射的震撼,庆祝成功。

每次离开文昌发射场之前,我们还有一项非常重要的工作,也是我们的传统:在海边销毁文件。因为执行任务都会涉及很多保密资料,按照保密规定,这些材料不能随身携带,而且内容较多,万一遗失了也会造成很大隐患。所以我们会在海边找一处偏僻地方,一把火把它们烧掉,然后大伙儿就围着火载歌载舞——既是临走前对这一发任务成功的庆祝,也是对下一发任务的良好祝愿。

这是我工作的地方。长五运载火箭主要由中国运载火箭技术研究院承制。作为总体设计部的一员,我从2006年到今天,在这里工作了十几年,非常荣幸地见证了长五火箭的发展和创新。

液氧的颜色是非常淡的蓝色,而液氢没有颜色。

长五火箭在发射时,周围有一些烟雾缭绕,因为火箭使用了大量低温推进剂,是名副其实的“冰箭”。低温推进剂包括五、六十吨的液氢液氢(-253℃)和六百多吨的液氧(-183℃),规模相当大,在世界的液体火箭里也是规模数一数二的。

为什么选用这种低温火箭?首先,低温推进剂中液氢和液氧的组合,是目前能够为火箭所使用的推进剂组合中,单位质量里蕴含能量(或者叫释放能量)最高的;第二,氢和氧燃烧后的产物是水,不会对人体和环境产生额外的危害,绿色环保。尽管低温技术要求很高,给火箭设计带来了很多困难,但作为科研人员,它代表了一个先进的方向,我们愿意攻克难题。

长五火箭还有一些比较显著的特点。比如,它有一个很显著的标志,是大大的红色的“5”,看上去非常协调。我不知道是不是因为我们设计了它,感觉它就像我们的孩子,所以,不管从哪个角度看,左看右看上看下看,都觉得它漂亮。

火箭发射选在海边,有很多优点,但也有一些别的问题,比如海南很潮湿,湿度每天都在90%以上;同时还有高温,我们在发射“天问一号”时,中间有一个月没下雨,水里的鱼都晒得到处乱蹦乱跳;另外,大家都说到海边去发射很好,海风吹过来有海的味道——海的味道是什么?其实就是盐雾的味道。

不管高温、潮湿还是盐雾,听上去可能都挺浪漫,但对火箭来讲,却是问题。比如,在合练时,就曾导致火箭里的控制系统和测量系统到处漏电,没法用,后来做了大量改进才解决。

另外,海边还会出现恶劣的极端气象条件,包括台风、雷暴和倾盆大雨。我们经常会感觉到天上有很多云,不知道哪一片经过就是一片大雨,但旁边却是干的——万一经过火箭上方,在火箭上浇了雨水,怎么能行?所以在海边发射,其实还有很多问题。

每次发射完毕,我们都会返回发射台,检查整个发射台的工作状况。其实每次多多少少都会有些失落——因为火箭飞走了,我们的孩子出远门了,不再回来了。想到这里,大家心里都会有股惆怅。

不过,发射“天问一号”时,这种惆怅减轻了很多。因为我们知道,火箭的二级机正伴着“天问一号”奔往火星,之后,“天问一号”火星探测器会停留在火星上,而我们的二级火箭会绕着太阳再回来,以两年为一个周期,经过距离地球最近的地方时和我们打声招呼。每想到这里,我们就感觉欣慰:也许哪一天,一抬头,就看到我们的二级火箭了。

长五火箭初期有个名字叫“新一代运载火箭”,因为之前的火箭都是老一辈的传统火箭。之前神舟飞船的运载能力是8吨,现在长五是24吨、25吨,整整提高了好几倍,能做更多的事情。

新一代运载火箭的背后,是新一代航天人。他们来自不同地方、专业和领域,但是大家有个共同的目标:建造一个非常棒的长征五号运载火箭。

非常实干的一帮人,从2006年开始一直坚守,到2016年首飞,真的是“十年磨一箭”。早期,我们团队的平均岁数才32岁,很骄傲,到现在平均都快40岁了。在经历挫折的908天里,我们经历了多少个不眠之夜,挑灯奋战,含辛茹苦,咬牙坚持,最终成就了一个长征五号的“含着眼泪奔跑的强者文化”。

这帮人也非常可爱。大家看这几位同志,都是我的亲密战友。他们分别是动力指挥、控制指挥还有结构指挥。因为长时间工作,他们根本没办法去管理自己的身材,一个个都逼近了我们的“胖五”。

这是我们总体设计部的团队合影。

我觉得,我们是一群非常幸运的人,在祖国航天事业最需要我们的时候,遇上了长征五号运载火箭这样一个难得的机遇,能让我们在最好的年华把自己最有价值的一部分奉献出来,我们也倍感珍惜这个机遇。

我们也是一群非常幸福的人,很多同志和朋友都关心长五火箭的发展情况。在接下来的日子里,我们将一如既往,把长五火箭打造成更强、更壮的“胖五”。

谢谢大家。

演讲嘉宾黄兵:《经历过不OK,我们会努力让长征五号更OK,运载更多航天梦想去深空》 | 拍摄:Vphoto

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