中国载人航天工程运载火箭系统总设计师--刘竹生 | |
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http://www.sina.com.cn 2003年10月16日15:08 光明日报 | |
中国载人航天工程运载火箭系统总设计师--刘竹生 刘竹生,1939年出生,黑龙江哈尔滨人。1963年毕业于哈尔滨工业大学,博士生导师。曾参与研制中国第一代捆绑火箭“长二捆”,负责研制中国载人航天工程运载火箭“长征二号F”,现任中国载人航天工程“长征二号F”火箭系统总设计师。 记者:“长征二号F”火箭作为载人飞船的运输车,与过去相比有哪些特殊的要求? 刘:载人航天工程本身要求很高,跟过去的卫星工程大不一样。“长征二号F”火箭作为飞船的运载器,提出了高可靠、高安全、高质量的目标。这跟过去有很大的不同,过去我们运载器不搞高可靠性和安全性。为了达到这个目的,我们的许多核心器件都采用了冗余技术(热备份),增加了故障诊断和逃逸救生系统,都是很新的技术,也引起了其它系统相应的变化,给我们的研制带来了很大的困难。 记者:“长征二号F”火箭是在原来的“长二捆”的基础上发展起来的,它们之间有哪些实质性的区别? 刘:最根本的区别就是可靠性和安全性。“长二捆”是发射外星的商业用火箭,没有那么高的要求。而“长征二号F”火箭是载人用的,可靠性要非常高,增加了很多新技术,风险很大。 记者:在你参与的火箭研制过程当中,您觉得最艰难的是什么时候? 刘:最艰难的时候可能要数“长二捆”的研制。因为当时国家国民经济比较落后,十年文革动乱刚刚结束,各方面经费都比较紧张,条件非常艰苦。当年研制“长二捆”的时候是自筹资金,我们从银行贷款,所以经费非常紧张。还有一点就是研制周期比较短。我们和人家签了合同,真正的研制时间一共就十八个月。因为经费和进度的问题,给研制也带来了一些困难。这是我们国家第一次搞捆绑火箭,特别是像突破捆绑技术,遇到了许多没有想到的问题。那时候主要是整流罩分离问题,发现得比较晚,当时我们国家又不具备分离实验条件。我记得当时火箭已经要出场了,整流罩分离还没有完成,没有通过,要重新搞分离方案。这其实是一个新的攻关。 北方;那时间已经很紧迫了。 刘:当时只有半个月的时间,那时真是把我逼上了梁山。因为在这之前,分给我的工作就是负责火箭的助推器捆绑结构设计,也是一项新的技术。这项工作按时完成后,火箭按时出场了。当时我也做好了跟着火箭进场的准备,突然出现了整流罩分离问题。那时候王永志总师还是我们的院长,他对我说:“你必须留下,解决这个问题。”我当时刚搞完助推器的分离,还没有想过整流罩分离会有多少困难,就一口答应下来了。留下以后,别的同志就提醒我说,这么短的时间,你留下解决这个问题,不是自找麻烦吗?如果这么短时间没有解决,责任不是就落到你身上了吗?甚至有人说,你是不是疯了? 记者:您当时是怎么想的? 刘:他们这样一说,我心里也“咯噔”一下,才开始想这个问题的严重性。但是我想,“长二捆”马上要走向国际市场,如果这个时候败下阵来,不但会给我们带来很大的损失,而且我国航天事业在国际上的声誉也会大打折扣。所以我当时心里就有一股劲儿,一定要冲过去!中国火箭一定要冲出一条路!虽然我知道那一定有风险,但毕竟还要有人去做这件事,去克服它。 记者:那时就剩下半个月时间,您有把握吗? 刘:其实我也还有一种分离方案,觉得有较大的把握,就接下了这个任务。那时候都顾不得想那么多了,一心只想着解决问题。当时只留下了三个人,一个是张庆伟,他对分离分析、计算机仿真比较熟悉。另外还有一名同志。我们三个人按照我们的方案做试验。做了一次后,整流罩分离了一半,另一半没有成功。当时我就懵了,脑子里一片空白,弄不清是怎么回事,觉得方案没有什么问题。后来又仔细分析、研究,最后发现他们的原始数据有误。我们采用的是他们分析的数据,和实际真正的测量数据差了很多,影响了分离力和分离速度。 记者:这对您可是一个好消息。 刘:当时我们从分离的高速摄影也看出来了。因为整流罩虽然看起来很庞大,分离时看起来很强,实际上就跟那纸片似的,不会有很大的冲击力。分离时的振动会吸收很多能量。根据这个情况,我们又重新测量了整流罩的质心,重新进行分离计算,特别是防止整流罩变形而吸收能量,又采取了一些措施,马上投入生产。当时我们全院对这个事情特别关注,我们的草图一出来,工厂马上开始生产。当时只用了三天,新的产品就出来了。这次分离一次成功,这个坎儿算是过去了。这件事给我的印象非常深。我记得当时准备分离试验的时候,精神头还很足。等到一分离完,成功了,我的腿就站不住了。因为连续折腾了好多天,白天黑夜都是想、都是干,任务的紧迫感一直逼着你,也没有时间考虑是不是累了,或者休息一下。 记者:任务很紧,再累也没有时间休息。 刘:是的。因为马上要去靶场去改装产品。就赶紧把生产件一起用飞机运往西昌参加试验。 记者:您对火箭事业非常热衷。 刘:我走入航天这个行业,是因为组织的安排。那时候组织安排让我学这个专业,自己也不知道怎么就去了。没想到这一去,正中下怀。因为我自己非常喜欢火箭、导弹这个行业。现在我已经干了三十多年,快四十年了。 记者:这么多年,是什么信念支撑着您? 刘:这可能是我内在的因素。我小时候非常喜欢嫦娥奔月之类的神话故事,一直有一个这样的飞天梦,所以对我们的航天、飞天事业非常钟情的,心底里特别喜欢它。长大以后投身到航天事业,我也很高兴。我对我们中华民族的智慧是很有信心的。我们国家自古就有探索宇宙的行动,我们不应该比他们落后。外国人能干的,我们也一定能够做到。我们在航天领域里应该占有一席之地,这是我们的航天梦。现在改革开放了,我们国家综合国力有很大的增长,但与世界强国相比,还是有很大的差距。要强国、富国,需要我们每一个人去努力,这种强国梦也一直支撑着我。 记者:三个梦想伴随着您的一生。 刘:这四十年来,我一直坚持在航天事业当中,就是我心里一直有这样的梦想。我也相信,总有一天,我们国家会非常强大,立足世界强国之林,这是一个渐进的过程。 记者:听说您每次发射都会在手心攥出一把汗,几乎成了您的“火箭综合症”。是不是每次发射,您都有一种如履薄冰的感觉? 刘:的确有这样的感受。我觉得有这种心态,是因为这种航天事业与别的行业不同,这种风险实在是太大了。如果你设计一辆汽车,试车的风险不会有那么大。不成功我还可以修嘛,我还可以改进。但航天就不一样,航天没有改的机会。只要发射按钮一按,火箭一腾空,功成失败就已经盖棺定论。那一刹那你后悔也来不及了,一切都无法挽回,飞行试验是不可逆的。 记者:火箭在发射前经过了很多测试,您还是放心不下。 刘:虽然做了好多测试,但是从我们国家的基础行业讲,毕竟还是有一定的不足。从原材料、元器件,以及它的生产,真正要达到航天用的标准,还有一定的距离。正因为我们知道这个距离,所以每次发射都很担心。航天事业是一个很大的系统工程,不是几个人就能够决定的,是成千上万的人从事这样一个行业,一起搞这个工程,最后决定发射的这几分钟。如果有一个人,在一年前或者两年前,生产过程中稍稍不注意,埋下一个小小的隐患,就有可能在最后上天的那一瞬间表现出来。所以每次发射,都没有十分的放心,心里不是很踏实,当然要捏一把汗了。 记者:从事航天这么多年,您自己研制的产品有没有失败过? 刘:有。从我参与这个型号的研制以来,一共有三次失败。第一次失败――时间我记不大清了。那次发射没有点火,紧急关机了。后来发现这是产品在生产过程中带进了多余物,造成了紧急关机。第二次发射失败,是因为卫星与火箭的自振频率耦合而造成的,卫星在飞行中爆炸了。这样的问题提前是无法测试的,也给了我们很大的压力。第三次失败完全是质量问题。那时的质量意识还没有现在这样强,生产质量没有控制好,出现了传感器泄漏。那次已经加注好了,就又把推进剂泄出来。泄出后更换传感器时,发现是生产问题。这些工作是很危险的,一不小心,就可能会爆炸,造成不可挽回的损失。 记者:那种场面的确是惊心动魄的。 刘:所以搞航天运载火箭,必须要有巨大的心理承受能力。俄罗斯有一项统计,说搞航天的人,尤其是总师、总指挥没有寿命很长的。我觉得这个与他经常所承担的这种风险有关。但不管怎么说,航天必须有人搞,一定要有很强的承受失败的能力。航天,就是这么回事! 记者:您喜欢画画,是不是为了调节这种紧张的心理压力? 刘:画画是我的业余爱好,现在不行了,工作太忙。我觉得作为一个人,生活在这个世界上,除了要搞工作,还有许多生活上的事。多一些业余爱好,可以调节自己的紧张情绪。我年轻的时候喜欢画画,画起来心情很舒畅。钻到画画里,其他的烦恼就都忘了。后来到了领导岗位,工作很忙,就没有那么多的时间去画画了,因为画画挺费时间的,需要做很多准备,找颜料、调色,等等。后来就因地制宜,干一些自己喜欢的事。我到了我们酒泉卫星发射中心,这里的石头、树都非常奇特,让人心旷神怡。任务期间有空闲时间,我就去戈壁滩捡石头,有时候去胡杨林看一看。我觉得这里的自然风光太美了,大自然把人比得很渺小。我有时候想,一个人在自然的时间长河里能占多少分量?这样就激发我的工作热情,赶快干,抓紧时间多做工作。我们有的老前辈们在生活和工作上处理得很好,我自己比不上他们。干好自己的工作,想办法调节一下自己的心情,我觉得对工作是非常好的。 记者:大家都说您总是把火箭比做自己的儿女一样人格化了,是这样吗? 刘:我的确是这样认为的。因为火箭虽然看起来是个“大黑粗”,实际上火箭里面的设备是很精密的,它的结构也都是很精密的。比如控制平台,我们可以说是它的心脏,那是非常精密、非常贵重的东西。电缆就像它的血管一样,哪儿断路,哪项工作就无法进行,它当然就不能正常工作了。储箱当然要粗笨一些,但也是很严格的设计,不能多一丝少一毫。这些东西如果不精心测试、精心操作,就会引发一些致命的问题。所以在我心里,尽管它摸上去冷冰冰的,却是有灵气的,需要我们去精心呵护,容不得一丝马虎。要让它按我们的要求去工作,就要按它的要求去测试。它跟人一样有机理,有灵性。 记者:那它也算是试验队的一员了。 刘:我们一个试验队进场三百多人,火箭是最主要的成员。 记者:您是火箭的总设计师,却经常喻自己为“打工老头”。 刘:火箭的研制是一个系统工程,不是一个两个人的事。我们航天工程是这样一个体系,就是由总指挥负责,由总指挥下达任务,分头分批去干。总指挥要协调整个工程的进度,安排各个系统之间的配合,按着总体的要求往下走。如果你超越了这一条规则,你自己干自己的,必然会对整个工程造成一定的影响。所以说无论是谁,担任什么样的工作,都要摆正自己的位置。每个人都这样,这个工程运行起来才会顺利。否则,这个工程就无法进行了。 记者:“长征二号F”火箭经历了这几次发射,无论是产品质量还是技术,都上升到了一个很高的水平。您怎么评价现在的技术状况? 刘:“长征二号F”火箭的元器件指标本来就高一些,经受了这几次考验,应该说产品质量和技术都很成熟了,这多少会让人感到心里踏实一点儿。但是来自各方的压力还是有。航天工程是一个特别的产业,是在国民经济的基础上形成的,它所用的技术都是各行各业的尖端技术,集中到航天产业上来,所以航天的水平其实是代表了一个国家的整个国民经济水平;另外,航天在大家的心里有一定的神秘性。大家都不知道是怎么回事,也就会特别关注它。这样一来,航天产业的一举一动都会引起民众极大的兴趣。它的成败影响也就非常大。一方面成功了,会增强民族凝聚力,增加他们的自豪感。另一方面如果有大的失败,对民众、对航天都是一个非常大的打击,所以我们都很怕失败。每次发射一直等到飞船准确入轨,我才能放下心来。 记者:生怕出意外。 刘:对。意外总是想不到的。我们的火箭有逃逸救生系统,万一逃错了怎么办?点了火什么情况都可能发生。 记者:现在马上要进行载人飞行了,火箭发射是最关键的时段。不知您现在的心情如何。 刘:我现在的心情一是兴奋,二是有压力。想到中华民族千年飞天梦想就要在我们手中实现,想到这一伟大时刻已经进入清晰的倒计时,心情当然是兴奋的。但是航天事业,特别是火箭发射,风险还是存在的。因此,你再怎么坦然,心里总不免会随着火箭发射日的临近,感到压力在增大。我想有压力并不是什么坏事,它可以促使我们利用这段时间,再仔细深入地做些工作,把隐患和疑点消灭在点火前。 记者:随着载人航天工程的发展,运载火箭将承受更大的发射任务。您觉得我们将来的运载工具应该走一个什么样的发展道路? 刘:现在的火箭发射能力是8.8吨,打小的空间实验室还是可以,但更大的就不行了。做为运载火箭,走过了三十多年的历程了,现在总结起来,我认为有两点可以借鉴:第一是我们原来研制的火箭都没有长远的规划。这一点不是说我们中国这样做,国外的运载火箭也走过这样的弯路,用一个什么样的火箭就研制一个什么样的火箭,研制了一大堆火箭。现在回过头想,我们是不是该走一个组合化、模块化的路。我们可以研制几个基本型,这些基本型就像搭积木那样组合成不同用途的火箭。这样生产起来就可以批成产,降低成本。不要用一种型号的火箭,工厂就专门设计一套大型生产线,用一发生产一发。这涉及到很多生产问题和质量问题。一个环节出了问题,要检查,要反工,影响整个生产线。如果我们把这些都摸索好了,搞批生产,很容易提高火箭的质量,试验能力也会提高。你要什么火箭,我都设计好了,拿来组装一个就行。将来发展新一代火箭和可重复利用的火箭,应该走这样的路子;另外,从火箭发展到现在,推进剂问题应该引起我们的注意。当年因为火箭技术还没有发展到那一步,我们用的推进剂都是有毒的推进剂。这种推进剂除了对发射场操作人员的身体健康造成一定的危害外,我们火箭残骸的落区周围,甚至于火箭在飞行过程中出现故障,安全引爆,火箭残骸的落点会对周围的人员造成伤害。现在运载火箭技术,特别是火箭发动机技术已经发展到无毒的水平,应用很广。我们国家应该尽早更换掉这些发动机,这是一个长远的利益,也是国际环保的发展趋势。 | |