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中新网9月26日电 题:“生命之塔”铸就巡天丰碑
作者:王玫
“神舟七号”飞船已顺利升空。在飞船内有个逃逸系统装置,它又叫“逃逸塔”。由于它承担着在火箭发射过程中万一发生危及航天员生命安全的意外紧急情况要确保航天员瞬间逃生、安全返回,在发射顺利时它还必须点火工作脱离箭体让飞船得以继续飞行的双重重大使命,被喻为航天员的“生命之塔”,在整个发射过程中倍受瞩目。“神舟”飞船七次遨游太空,逃逸系统次次成功经受了考验,成了航天员放心大胆巡天的“定心丸”。
逃逸塔:“探索”而非“探险”的保证
载人航天技术是集宇航技术、测控技术、空间探测技术、特殊条件下的人体生物技术等众多技术于一体的现代高科技,它代表了现代航天技术的最高水平,因而,也是一个国家综合实力、高科技实力和大国地位的最好体现。而载人航天工程不同于一般航天工程的特殊之处,其中之一就在于必须确保航天员的绝对安全。国外航天技术发展的历史证明,威胁航天员的故障大多发生在火箭飞行段,因此,解决火箭发射故障逃逸救生技术,是一项世界性的难题。我国政府在载人航天工程立项伊始,就庄严地宣称:我们不仅要有高可靠、高安全的“神剑”、“神舟”,还要有万一遇到意外紧急情况确保航天员安全生还的一流的逃逸救生系统。中国人有能力用自己的双手把中国的航天员送上太空,而且这将是一项建立在科学、理性基础上的空间探索活动,而非探险活动。
飞船逃逸救生系统是在火箭发射过程中万一发生紧急意外情况,确保航天员瞬间逃生、安全返回的可靠保证。其工作时要求在瞬间能够产生巨大的推力,固体火箭发动机无疑是最佳的选择。这一光荣而神圣的任务义不容辞地落在了作为我国固体火箭发动机规模最大、实力最强的航天动力技术研究院的肩上。
由于逃逸系统的研制是一项完全从零开始的全新技术领域,国内没有任何成熟的经验可以借鉴,我国政府也曾考虑向某国成套引进购买,但是,这项技术太敏感了,对方开出天价不说,高昂的价格也仅能购回这项技术的皮毛而已。最终,不畏艰险的航天动力技术研究院人毅然选择了走自力更生、自主研制的道路。
当时,国内同时有几家单位竞标参与逃逸系统动力装置的研制。要想在竞争中立于不败之地就必须在方案评审中占绝对优势。由于该院起步早且起点高,早在载人航天工程论证阶段,技术人员就已经着手搜集材料、设计了多种方案,并好中选优,率先取得了演示验证发动机试车的成功。从设计方案到编写了大量预案报告和技术总结,周详的前期工作加上国内一流的固体发动机研制实力,在方案评审中,该院以绝对的优势拿到了逃逸系统动力装置的研制任务。
航天动力技术研究院在接过研制重任时,也同时把一个民族的希冀压在了肩上。面对这项打造航天员“生命之塔”的重任,他们沉着迎战,按照“高可靠性、高精度、高安全性”的技术指标,采取特殊措施,进行超常设计,开始了超常研制。
攻关克险 才智无穷
科学研究从来没有坦途可走。
“逃逸塔”是确保航天员生命安全的重要保障系统,由于形状特殊、要求极高且是从零起步,技术难度很大,因此,逃逸系统的研制从一开始就被称为载人航天必须突破的三大技术难关之一。
他们不会忘记,1995年4月19日,整个逃逸系统动力装置4个型号10台发动机中最大、也是结构最复杂、研制难度最大的主逃逸发动机,首次热试车点火后不到1秒钟,摄氏3000多度的高燃速火焰瞬间将四个前置喷管的弯管部分全部烧穿,四射的火焰将整个试车台烧成了一片火海。乍暖还寒的天气,这个意外的“下马威”让航天动力技术研究院人的心一下子掉进了寒冷的冰窖。
男儿有泪不轻弹,只因未到伤心时。试车的惨状让在场的许多人泪水长流。为了这个形状怪异像一只“四爪鱼”的大家伙,仅机加工人就付出了整整一年的艰辛和汗水,由于当时设备条件有限,像这样的异型曲面,楞是工人师傅们用镗床、铣床一刀一刀给“抠”出来的。多少人心血的结晶,就这样毁于一旦。而且此时,距总体要求结束方案阶段的时间还剩下不到半年的时间,上上下下千百双眼睛盯着该院,来自各方面的巨大压力可想而知。
院领导和型号“两总”连夜召开了事故分析会。尽管设计人员和工艺人员事先已经考虑到了这种特殊要求发动机燃烧室的烧蚀和冲刷环境会很恶劣,并采取了较传统发动机绝热层厚得多的绝热方法。但事实证明,传统的绝热方法和材料对这种要求异常苛刻的特殊发动机是根本行不通的。“两总”研究后决定,从设计、材料、工艺、技术等多方入手,多管齐下,成立十多个工艺技术攻关小组协力攻克难关。一场旷日持久、牵涉甚广的“百日攻关”大战开始了。
这是一段创造与梦想交织、成功与失败角逐的过程,每一个从这个过程中走过来的人又怎能忘记那一百多个呕心沥血的日日夜夜,怎能忘记同事们携手风雨兼程的幕幕场景。
年近6旬的发动机总设计师陈立学整天泡在攻关一线,由于连续奋战,长时间站立,他腰椎间盘旧疾复发,疼痛难忍。为了不忽略任何一个有价值的实验现象,常常疼得大汗淋漓,连腰都直不起来的他从不肯休息,攻关的三个多月中,他本来已经花白的头发几乎全白了。发动机总指挥王士宝差不多每天都要到实验室、车间,现场协调解决问题,有时在实验现场一站就是几个钟头。看着攻关组同志们疲惫的神情,想着责任令任务的倒计时,他深深感受到了肩上担子的沉重。那段时间,本来就清瘦的他又消瘦了许多。
攻关组的技术人员和一线的工人师傅选了成百种材料和配方,做了上千次试验,测试了上万个数据。正是闷热的六、七月间,有时他们一连工作了好几天,却毫无进展。为了得到每一项试验的准确数据,工作到深夜成了攻关组的家常便饭。主管工艺师王庆利当时已身怀六甲,挺着大肚子和大家一齐吃、住在车间;工人宋可为动脑筋、想办法,带病坚持工作,一遍一遍地琢磨新材料的成型工艺。
终于,不知道经过多少个没日没夜的艰难鏖战,多少次模拟试验,新的绝热材料和成型工艺找到了,并于四个月后的8月31日成功经受了再次地面热试车的考核,试车结束后界面解剖结果表明,绝热层不但没有烧穿,还有相当的余量,试车取得圆满成功。此时,距总体要求的转段时间还有1个多月的时间,整体研制进度没有受到影响。至此,研制过程中遇到的第一个也是最大、最关键的技术攻关宣告胜利结束。
此后,他们不断创新,不断突破,先后攻克了瞬时大推力特种固体发动机设计、超高强度钢异型机械加工、高燃速推进剂配方及工艺、高燃速发动机抗冲刷抗烧蚀绝热防热、高燃速薄肉厚大推力发动机装药及精密测试技术等关键工艺技术难关。航天动力技术研究院把10多项中国之最有的甚至是世界之最,写在了中国航天史上。
1997年,逃逸系统动力装置在全系统率先转入试样阶段研制。1998年10月19日,全面考核“神舟”飞船应急救生系统综合能力的飞船零高度飞行试验获得圆满成功,该院研制的四种型号10台发动机均按指令次第点火工作,向祖国和人民交上了一份非常满意的答卷。蔚蓝的天空上喷薄的火焰和它划过的优美轨迹绘就了中国载人航天工程研制史上一幅壮丽的彩图。
“漂亮,太漂亮了!”现场观看发射的领导们由衷地赞叹,“中国的载人航天工程可以进入飞行试验阶段了!”