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[科普中國]-因為長時間工作,沒法管理身材,同志們一個個都逼近了我們的“胖五” | 黃兵

我是科學(xué)家
原創(chuàng)

大家把長征五號叫做“胖五”,我們非常高興,因為顯得這個火箭非常可愛。

很多人問過我:發(fā)射當天,你們怎么用餐?

其實很簡單,也很傳統(tǒng)——我們主要吃包子。一是因為包子是圓的,有“圓滿”的意思;第二就是因為“快”,因為時間安排往往非常緊。

2020年8月22日,“科普中國-我是科學(xué)家”第24期演講“飛向深空”現(xiàn)場,長征五號運載火箭總體主任設(shè)計師黃兵帶來演講:《經(jīng)歷過不OK,我們會努力讓長征五號更OK,運載更多航天夢想去深空》。

黃兵演講視頻:

以下為黃兵演講實錄:

2020.8.22 北京

大家好,我是修筑通天之路的黃兵,來自中國運載火箭技術(shù)研究院總體設(shè)計部。我從2006年開始專心研究長征五號運載火箭,參加了遙一到遙四的所有發(fā)射任務(wù)。

這是大家眼中的長征五號。左邊和右邊兩幅圖片,大家能不能分辨出區(qū)別?右邊是今年5月5日發(fā)射的長五B遙一 (CZ-5B) ,右邊是長五的基本形( CZ-5) ,從外形上確實看不出太大區(qū)別。

其實,長征五號火箭開始研制時,家族里有六個兄弟姐妹。一直到初樣階段,我們還是按照六個構(gòu)型在研制。但后來我們發(fā)現(xiàn),如果同時研究六個火箭構(gòu)型,工作壓力太大,所以就挑了其中能力最大的兩款火箭。

長征五號整體高度有50多米,直徑有12米,加注以后的總重量超過800噸,所以大家把它叫做“胖五”。我們非常高興,因為顯得這個火箭非常可愛。

“胖五”身形確實很魁梧,其實它不是胖,是強壯。以往的火箭可能也就五六百噸的推力;而長五運載火箭現(xiàn)在起飛的推力達到了1000噸。有這么大的推力,才能推舉起更大的有效載荷,去更深空探測。

今天是2020年8月22日,一個月前,7月23日,我正在海南文昌發(fā)射場里,專心為“天問一號”發(fā)射做準備。這張照片里,仰頭的是我,我旁邊那位同志正在倒計時,喊10、9、8、7、6、5、4、3、2、1。

“天問一號”在中午12點41分發(fā)射,而火箭準備發(fā)射時是 -13小時 ,這意味著,我們的工作從前一晚23點就開始,我們倆就一直保持這樣的姿態(tài),直到發(fā)射完畢才如釋重負,起來活動一下。

我倆應(yīng)該是距離火箭發(fā)射最近的人,喊完口令之后,可能離發(fā)射就是一個按鈕或一個眼神的距離。不過,每次發(fā)射,我們都不曾親眼看到長五運載火箭拔地而起的雄姿——因為我們必須要坐在測控發(fā)射大廳的崗位上。

雖然有一點點遺憾,不過我們還是非常享受發(fā)射的整個過程。發(fā)射完畢,我們倆都會擁抱一下,給對方一個OK手勢,表示我們又成功了——但并不是每一次的發(fā)射過程都那么OK。

我們也經(jīng)歷過很多“不OK”的情況。

2016年11月3日,長征五號火箭首次執(zhí)行發(fā)射任務(wù)。

整個過程可以說是一波N折:因為我們是第一次發(fā)射,各系統(tǒng)也都是第一次會面,多多少少都會有各種問題,導(dǎo)致當天的火箭發(fā)射不得不推遲了6次。

火箭發(fā)射是一個全系統(tǒng)的工程。組織發(fā)射前,大家會一起制定很詳細的預(yù)案——一摞資料擺在我們面前,有將近半個人那么高。我們會把它放在座位后面,時刻備查。大部分問題,都能在預(yù)案里找到解決措施。

但當天還是出現(xiàn)了一些意料之外的情況。

其中一次,發(fā)動機預(yù)冷出現(xiàn)了問題。如果不解決,火箭就不能發(fā)射——因為它有絕對的安全上的問題。我們啟動了一個緊急機制,很多核心的同志都集中到旁邊一個決策室里。我們匆匆忙忙畫了這么一張圖。

這張圖確實看上去不那么規(guī)整,但借助它,我們找到并解決了問題。

可同時,另一個問題就來了:這需要有人再回到發(fā)射臺操作。

這時的狀態(tài)是-3.5小時,也就是說,離發(fā)射還有三個半小時。當時,低溫推進劑的液氫液氧已經(jīng)全部加注完畢。雖然在設(shè)計火箭時,我們會全面考慮安全性問題,但也沒有人敢說“絕對不會出問題”。

在下達了“要搶險”的口令之后,我們的同志還是義無反顧地登上了3.3公里外的發(fā)射臺,精準操作,及時消除了問題,保證了遙一火箭成功發(fā)射。

類似這樣的問題,發(fā)生在地面上時,我們總能通過系統(tǒng)的分析找到解決辦法,最終讓火箭發(fā)射可以O(shè)K。

長征五號火箭首飛發(fā)射瞬間 | 新華網(wǎng)

此后不久,我們又遭遇了一次更大的不OK,也是令我們長五人刻骨銘心的一次不OK:2017年7月2日,長征五號運載火箭第二發(fā)任務(wù)發(fā)射失利。

其實當天所有準備工作都非常順利:

按照設(shè)定,工作人員在當晚19:23:23準時按下點火按鈕,沒有問題;

火箭起飛很正常,沒有問題;

170秒后,火箭和助推正常分離,沒有問題;

此后火箭就脫離了大氣層,整流罩分離也正?!鸺O(shè)計其實最怕大氣層,因為有很多干擾因素給火箭飛行帶來安全考驗。

正當大家準備長舒一口氣時,意外發(fā)生了。

300秒時,通過返回的遙測數(shù)據(jù),我們看到火箭逐漸偏離了原來的設(shè)計狀態(tài)。此時已經(jīng)屬于火箭的主動段彈道,我們不再對火箭進行控制,因為時間確實太短,人的判斷可能來不及,如果干預(yù)反而可能出現(xiàn)一些別的問題。所以,出現(xiàn)偏差后,我們只能看著它一點一點地失利,沒有辦法。

我們有一個微信群。發(fā)射失利后,同志們都相互鼓氣,說共渡難關(guān)。

這次發(fā)射失利后,我們不眠不休,繼續(xù)找故障,基本沒有合過眼。兩天后,回北京那天,相關(guān)同志直接在機場座位上睡了一片。

回京后的908天里,我們圍繞火箭的主故障,把整個火箭從頭到尾、從里到外進行了一個全面的再審視,提出了超過200項改進——通過努力,終于在去年 (2019年) 12月27號,長五第三發(fā)任務(wù) (失利后的首飛復(fù)飛任務(wù)) 時,我們獲得了一個圓滿的成功。

從去年12月27號到今年7月23號,我們已經(jīng)連續(xù)取得了三次圓滿成功?;仡^看,正是那些不OK的狀況甚至嚴重挫折,令長五火箭變得更完善,我們的預(yù)案也更豐富。

其實,作為總體設(shè)計人員,我們不僅僅要考慮發(fā)射和測試的問題,還要圍繞長五火箭進行方方面面的統(tǒng)籌。

比如發(fā)射場地。

以往傳統(tǒng)火箭的發(fā)射起飛后,你可能在新聞畫面里看到周圍群山環(huán)繞,或者戈壁灘和雪域高原——因為它們都在內(nèi)陸發(fā)射場發(fā)射。而長征五號發(fā)射后,大伙兒看到的是漂亮的海面,很壯觀。

“天問一號”發(fā)射現(xiàn)場 | 航空物語@微博

長五是國內(nèi)首個在海南發(fā)射場發(fā)射的火箭。

其實世界上主要的航天發(fā)射場大都建在海邊。為什么?因為在海邊發(fā)射有兩個優(yōu)勢:

一個是落區(qū)好。傳統(tǒng)火箭是分級的,每一級完成自己的使命后,就會被拋離,回到地球。但火箭拋離后不能砸到大城市里去,即便是到達一個人煙稀少的地方,也不能造成人員傷害。所以,從前每一次傳統(tǒng)火箭發(fā)射,都要對落區(qū)里的人員進行疏散,這是一項很大工程的工作。而長五火箭選擇了海邊,我們通過軌道設(shè)計,避開沿途的一些島國,剩下的就是茫茫大海,這個問題相對就緩解了很多。

第二個是運輸問題。傳統(tǒng)火箭采用鐵路運輸,雖然便捷,但隨之而來的問題是:鐵路沿途的隧道、涵洞甚至電線桿等等,都會限制火箭的規(guī)模,讓它的直徑不能更大。

傳統(tǒng)火箭最大規(guī)模是直徑3.35米,其實就是受限于鐵路運輸?shù)某叽纭6L五火箭擔負的運載能力需要翻倍,就必須要解除對火箭直徑的約束。我們最終選擇的長五火箭芯級直徑達到了5米,肯定無法通過鐵路運輸,所以我們選擇了海上運輸。

相應(yīng)地,整個發(fā)射方式都會跟著發(fā)生一些變化。

我們將火箭總裝廠選擇在天津,因為天津有天津港?;鸺诳傃b廠房經(jīng)過測試之后,就運送到天津港,通過遠望船,大概一周就能抵達文昌清瀾港。到了清瀾港,我們再把火箭一點一點分模塊裝上專門的特種車輛,然后分批進入發(fā)射場。

每次火箭進場,都有一個非常隆重的歡迎儀式。鑼鼓喧天,兩邊都是我們的同事。為什么?因為這意味著我們這發(fā)任務(wù)的正式開啟,同時也飽含著大伙對于圓滿成功的希望。

大伙兒看火箭發(fā)射,好像就是我們當天坐在那兒按幾個按鈕——其實,這只是我們工作中很小的一部分。

我們每次去海南,至少要待70天,有些特殊崗位的同志要超過100天。長五遙三是2019年12月27號發(fā)射,10月初我們就去海南了;今年 (2020年) 11月底,我們還要再完成一個遙五的任務(wù) (編者注:“嫦娥五號”發(fā)射任務(wù)) 。事實上,一年內(nèi),我們要完成四發(fā)長五任務(wù),4×70,也就是說,最少也要在海南待滿280天。

我們長五的同志,都很有激情,投入非常大,愿意為火箭做奉獻。

很多人問過我:發(fā)射當天,你們怎么用餐?

其實很簡單,也很傳統(tǒng)——我們主要吃包子。一是因為包子是圓的,有個“圓滿”的意思;第二就是因為“快”,幾口嚼完,一口水下去,馬上又能堅守崗位。發(fā)射時,時間安排往往非常緊。

每次發(fā)射結(jié)束,我們會回到一個很大的食堂,圍在大屏幕前。很多崗位的同志 (包括我) ,發(fā)射時看不到現(xiàn)場,只能感受到火箭起飛后腳下轟隆隆的震動?;貋砗缶途墼谝黄穑诖笃聊簧现販匾曨l,感受發(fā)射的震撼,慶祝成功。

每次離開文昌發(fā)射場之前,我們還有一項非常重要的工作,也是我們的傳統(tǒng):在海邊銷毀文件。因為執(zhí)行任務(wù)都會涉及很多保密資料,按照保密規(guī)定,這些材料不能隨身攜帶,而且內(nèi)容較多,萬一遺失了也會造成很大隱患。所以我們會在海邊找一處偏僻地方,一把火把它們燒掉,然后大伙兒就圍著火載歌載舞——既是臨走前對這一發(fā)任務(wù)成功的慶祝,也是對下一發(fā)任務(wù)的良好祝愿。

這是我工作的地方。長五運載火箭主要由中國運載火箭技術(shù)研究院承制。作為總體設(shè)計部的一員,我從2006年到今天,在這里工作了十幾年,非常榮幸地見證了長五火箭的發(fā)展和創(chuàng)新。

液氧的顏色是非常淡的藍色,而液氫沒有顏色。

長五火箭在發(fā)射時,周圍有一些煙霧繚繞,因為火箭使用了大量低溫推進劑,是名副其實的“ 冰箭 ”。低溫推進劑包括五六十噸的液氫 (-253℃) 和六百多噸的液氧 (-183℃) ,規(guī)模相當大,在世界的液體火箭里也是規(guī)模數(shù)一數(shù)二的。

為什么選用這種低溫火箭?首先,低溫推進劑中液氫和液氧的組合,是目前能夠為火箭所使用的推進劑組合中,單位質(zhì)量里蘊含能量 (或者叫釋放能量) 最高的;第二,氫和氧燃燒后的產(chǎn)物是水,不會對人體和環(huán)境產(chǎn)生額外的危害,綠色環(huán)保。盡管低溫技術(shù)要求很高,給火箭設(shè)計帶來了很多困難,但作為科研人員,它代表了一個先進的方向,我們愿意攻克難題。

長五火箭還有一些比較顯著的特點。比如,它有一個很顯著的標志,是大大的紅色的“5”,看上去非常協(xié)調(diào)。我不知道是不是因為我們設(shè)計了它,感覺它就像我們的孩子,所以,不管從哪個角度看,左看右看上看下看,都覺得它漂亮。

火箭發(fā)射選在海邊,有很多優(yōu)點,但也有一些別的問題,比如海南很潮濕,濕度每天都在90%以上;同時還有高溫,我們在發(fā)射“天問一號”時,中間有一個月沒下雨,水里的魚都曬得到處亂蹦亂跳;另外,大家都說到海邊去發(fā)射很好,海風(fēng)吹過來有海的味道——海的味道是什么?其實就是 鹽霧 的味道。

不管高溫、潮濕還是鹽霧,聽上去可能都挺浪漫,但對火箭來講,卻是問題。比如,在合練時,就曾導(dǎo)致火箭里的控制系統(tǒng)和測量系統(tǒng)到處漏電,沒法用,后來做了大量改進才解決。

另外,海邊還會出現(xiàn)惡劣的極端氣象條件,包括臺風(fēng)、雷暴和傾盆大雨。我們經(jīng)常會感覺到天上有很多云,不知道哪一片經(jīng)過就是一片大雨,但旁邊卻是干的——萬一經(jīng)過火箭上方,在火箭上澆了雨水,怎么能行?所以在海邊發(fā)射,其實還有很多問題。

每次發(fā)射完畢,我們都會返回發(fā)射臺,檢查整個發(fā)射臺的工作狀況。其實每次多多少少都會有些失落——因為火箭飛走了,我們的孩子出遠門了,不再回來了。想到這里,大家心里都會有股惆悵。

不過,發(fā)射“天問一號”時,這種惆悵減輕了很多。因為我們知道,火箭的二級機正伴著“天問一號”奔往火星,之后,“天問一號”火星探測器會停留在火星上,而我們的二級火箭會繞著太陽再回來,以兩年為一個周期,經(jīng)過距離地球最近的地方時和我們打聲招呼。每想到這里,我們就感覺欣慰:也許哪一天,一抬頭,就看到我們的二級火箭了。

長五火箭初期有個名字叫“新一代運載火箭”,因為之前的火箭都是老一輩的傳統(tǒng)火箭。之前神舟飛船的運載能力是8噸,現(xiàn)在長五是24噸、25噸,整整提高了好幾倍,能做更多的事情。

新一代運載火箭的背后,是新一代航天人。他們來自不同地方、專業(yè)和領(lǐng)域,但是大家有個共同的目標:建造一個非常棒的長征五號運載火箭。

非常實干的一幫人,從2006年開始一直堅守,到2016年首飛,真的是“十年磨一箭”。早期,我們團隊的平均歲數(shù)才32歲,很驕傲,到現(xiàn)在平均都快40歲了。在經(jīng)歷挫折的908天里,我們經(jīng)歷了多少個不眠之夜,挑燈奮戰(zhàn),含辛茹苦,咬牙堅持,最終成就了一個長征五號的“ 含著眼淚奔跑的強者文化 ”。

這幫人也非??蓯?。大家看這幾位同志,都是我的親密戰(zhàn)友。他們分別是動力指揮、控制指揮還有結(jié)構(gòu)指揮。因為長時間工作,他們根本沒辦法去管理自己的身材,一個個都逼近了我們的“胖五”。

這是我們總體設(shè)計部的團隊合影。

我覺得,我們是一群非常幸運的人,在祖國航天事業(yè)最需要我們的時候,遇上了長征五號運載火箭這樣一個難得的機遇,能讓我們在最好的年華把自己最有價值的一部分奉獻出來,我們也倍感珍惜這個機遇。

我們也是一群非常幸福的人,很多同志和朋友都關(guān)心長五火箭的發(fā)展情況。在接下來的日子里,我們將一如既往,把長五火箭打造成更強、更壯的“胖五”。

謝謝大家。

演講嘉賓黃兵:《經(jīng)歷過不OK,我們會努力讓長征五號更OK,運載更多航天夢想去深空》 | 拍攝:Vphoto

作者:黃兵

監(jiān)制:吳歐

策劃:白瑞雪 麥芽楊

編輯:麥芽楊 凝音

排版:凝音

校對:凝音

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