原創(chuàng) 鄧雨楠 中國(guó)航天報(bào) 北京

8月15日，在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)，烈日高懸。已矗立月余的長(zhǎng)征十號(hào)系列運(yùn)載火箭一子級(jí)試驗(yàn)產(chǎn)品，頂部如同戴著“浴帽”，周?chē)盟评p著“塑料裙”，靜靜等待著指令。15時(shí)整，導(dǎo)流槽內(nèi)白霧彌漫、水汽翻滾，長(zhǎng)征十號(hào)系列運(yùn)載火箭首次系留點(diǎn)火試驗(yàn)圓滿成功。此次試驗(yàn)對(duì)多機(jī)并聯(lián)、新型防熱等50余項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證，標(biāo)志著我國(guó)載人登月火箭關(guān)鍵技術(shù)取得重大突破，為2030年前中國(guó)人實(shí)現(xiàn)登月夢(mèng)想筑牢了根基。

以“靜”制“動(dòng)”，驗(yàn)證登月之“心”

系留點(diǎn)火為何如此重要？回顧人類(lèi)探月歷程，動(dòng)力驗(yàn)證一直是個(gè)關(guān)鍵難題。1967年，美國(guó)土星五號(hào)火箭在無(wú)人試射時(shí)劇烈震動(dòng)，工程師不得不重新設(shè)計(jì)燃料管路；2021年，NASA的SLS火箭在“綠色試跑”點(diǎn)火測(cè)試中，因液壓系統(tǒng)超限提前熄火，原定8分鐘的測(cè)試僅進(jìn)行1分多鐘就自動(dòng)中止。雖此次測(cè)試被認(rèn)為是“參數(shù)設(shè)置保守”而非失敗，但團(tuán)隊(duì)仍需重新評(píng)估核心級(jí)推力矢量控制系統(tǒng)的安全閾值。此時(shí)，中國(guó)航天人正嚴(yán)謹(jǐn)?shù)匦?zhǔn)每個(gè)環(huán)節(jié)，挑戰(zhàn)著深空探索的難關(guān)。

航天科技集團(tuán)一院朱平平介紹，系留點(diǎn)火作為長(zhǎng)十系列火箭研制的關(guān)鍵大型地面試驗(yàn)，目的是驗(yàn)證一級(jí)多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)設(shè)計(jì)的可靠性和正確性，這是火箭動(dòng)力安全穩(wěn)定釋放的保障。

過(guò)去，地面試車(chē)臺(tái)是火箭動(dòng)力系統(tǒng)驗(yàn)證的主要場(chǎng)所。但我國(guó)為載人月球探測(cè)任務(wù)研制的新一代載人運(yùn)載火箭，其試驗(yàn)是國(guó)內(nèi)最大推力規(guī)模的全系統(tǒng)試車(chē)試驗(yàn)，推力近千噸，如同在試車(chē)臺(tái)上方瞬間壓上一座中型鋼鐵橋梁。然而，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的動(dòng)力系統(tǒng)試車(chē)臺(tái)無(wú)法承受如此大的推力。航天科技集團(tuán)一院郭葳表示，這是中國(guó)航天邁向深空的必經(jīng)階段。在此背景下，系留點(diǎn)火試驗(yàn)成為解決問(wèn)題的創(chuàng)新辦法。

“系留點(diǎn)火”，就是把長(zhǎng)十系列火箭的一子級(jí)（芯一級(jí)）箭體“系留”在發(fā)射場(chǎng)的活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)上，進(jìn)行全時(shí)長(zhǎng)、全狀態(tài)的靜態(tài)點(diǎn)火。讓火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在發(fā)射臺(tái)上全力運(yùn)轉(zhuǎn)，箭體卻保持不動(dòng)，以此模擬真實(shí)發(fā)射的力學(xué)和熱力環(huán)境，對(duì)火箭的動(dòng)力系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和整體協(xié)調(diào)性，特別是多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)工作的可靠性和設(shè)計(jì)正確性，進(jìn)行接近實(shí)戰(zhàn)的“極限檢測(cè)”。

那么，如何固定有七臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)、產(chǎn)生近千噸推力的火箭呢？郭葳介紹，火箭芯一級(jí)底部通過(guò)“試車(chē)環(huán)”與地面的“承力環(huán)”對(duì)接，兩者用超100枚特制高強(qiáng)度螺栓連接，就像給火箭系上“巨型腰帶”。單枚螺栓能承受約90噸拉力，相當(dāng)于吊起60輛小轎車(chē)。

此次試驗(yàn)不僅是多機(jī)并聯(lián)動(dòng)力系統(tǒng)驗(yàn)證試驗(yàn)，也是多項(xiàng)前沿技術(shù)的綜合驗(yàn)證平臺(tái)。朱平平指出，試驗(yàn)不僅檢驗(yàn)多機(jī)并聯(lián)設(shè)計(jì)，還集成驗(yàn)證了故障診斷技術(shù)、先進(jìn)總線技術(shù)，以及對(duì)新型防熱材料、涂層和結(jié)構(gòu)的實(shí)地驗(yàn)證。試驗(yàn)成功與否，關(guān)系到長(zhǎng)十系列火箭能否進(jìn)入下一研制階段，更是載人登月飛行的重要里程碑。

千噸火箭的露天“烤”驗(yàn)

然而，創(chuàng)新之路充滿挑戰(zhàn)。郭葳將其概括為“四新”：新火箭、新隊(duì)伍、新環(huán)境、新模式。

長(zhǎng)十系列火箭集成了跨代技術(shù)，應(yīng)用新技術(shù)本身就是巨大挑戰(zhàn)。試驗(yàn)隊(duì)伍雖有骨干，但新崗位和磨合期帶來(lái)的管理壓力不小。海南文昌的露天環(huán)境是最嚴(yán)峻的考驗(yàn)，火箭要在高溫、高濕、高鹽霧的環(huán)境中“裸站”兩三個(gè)月，承受烈日、暴雨和臺(tái)風(fēng)。儀器艙內(nèi)溫度曾達(dá)63℃，遠(yuǎn)超設(shè)備安全閾值?？傃b團(tuán)隊(duì)為箭體戴上直徑6米的白色PVC防熱“浴帽”，圍上特制防雨“小裙”，使艙內(nèi)溫度降低20℃以上。

組織模式的變革也很關(guān)鍵。試驗(yàn)隊(duì)調(diào)度胡輝飆稱(chēng)這次任務(wù)是“自帶干糧的遠(yuǎn)征”。本次試驗(yàn)由一院首次自主牽頭組織，隊(duì)伍在發(fā)射場(chǎng)基建未完工的情況下白手起家，自主搭建水電、供氣、加注等保障系統(tǒng)，協(xié)調(diào)十余家施工單位交叉作業(yè)，甚至自建安保體系。推進(jìn)劑加注時(shí)遇到社會(huì)槽車(chē)潔凈度不達(dá)標(biāo)問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)連夜優(yōu)化方案，采用“全過(guò)程冷加注”模式解決了難題。

安全負(fù)責(zé)人樊智輝每天步數(shù)超兩萬(wàn)，衣服濕了又干。保衛(wèi)組夜巡隊(duì)員兩次巡查箭體，“睡覺(jué)都不踏實(shí)，就怕出問(wèn)題”。郭葳認(rèn)為這種全員參與的狀態(tài)是應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的有效方式：“只有強(qiáng)有力的管理，才能在全新挑戰(zhàn)中建立秩序?！?/p>

露天吊裝也充滿驚險(xiǎn)。夏日海南悶熱潮濕，試驗(yàn)產(chǎn)品在吊車(chē)牽引下移動(dòng)，吊裝負(fù)責(zé)人王輝緊盯著風(fēng)速數(shù)據(jù)，對(duì)講機(jī)被汗水浸濕。試驗(yàn)產(chǎn)品在兩臺(tái)吊車(chē)協(xié)同操控下穿過(guò)地面支撐環(huán)，兩者最小間隙僅67毫米。

王輝回憶，這次是履帶吊和汽車(chē)吊協(xié)同作業(yè)，還要對(duì)抗海風(fēng)干擾。為控制箭體晃動(dòng)，四十名壯漢組成“牽拉隊(duì)”用繩索固定箭體方位。這支隊(duì)伍來(lái)自試驗(yàn)隊(duì)各部門(mén)，提前編號(hào)站位，避免演練時(shí)混亂。

操作員黃蔚參與地面吊裝，他印象最深的是十幾個(gè)小時(shí)的高強(qiáng)度工作，團(tuán)隊(duì)從早到晚在烈日下作業(yè)，汗水濕透衣衫?！皡⑴c設(shè)計(jì)和吊裝，就覺(jué)得火箭像自己的孩子。看著它安穩(wěn)落下，心里才踏實(shí)?！秉S蔚說(shuō)。

除了地面吊裝，高空作業(yè)也極具挑戰(zhàn)。操作員駱鑫生回憶，在400毫米見(jiàn)方的箭體前底作業(yè)，空間狹小、濕熱漆黑，頭燈是唯一光源，出來(lái)時(shí)渾身是汗?！盎鸺拖裎覀冇H手組裝的‘孩子’，不能帶一點(diǎn)隱患上天。” 駱鑫生說(shuō)。

“關(guān)關(guān)難過(guò)關(guān)關(guān)過(guò)”，這句話曾被試驗(yàn)隊(duì)員寫(xiě)在調(diào)度室白板上。當(dāng)最后一顆螺栓緊固到位，導(dǎo)流槽白霧升騰，他們?cè)谀虾Ｖ疄I用成功證明：通往月球的路，從每一個(gè)精益求精的瞬間開(kāi)始。

圖片由中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院提供

文/記者 鄧雨楠

原標(biāo)題：《靜箭雷音，長(zhǎng)十火箭的登月“必修課”》

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