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发射推迟七天

2020-07-17刘淮宇胡蓝月

科学大观园 2020年14期
关键词:推进剂火箭航天

刘淮宇 胡蓝月

6月23日上午,长征三号乙运载火箭托举北斗三号最后一颗全球组网卫星从西昌卫星发射中心升空,卫星顺利进入预定轨道,发射取得圆满成功。历经为期7天的紧急处置,长三乙火箭以完美表现为北斗三号全球组网发射画上圆满句号。

关心航天发射任务的人士一定注意到,此次北斗三号最后一颗地球静止轨道卫星原计划于6月16日上午发射。但在当天清晨6点多,新华社对外发布了发射任务推迟的消息。一周后的23日,发射得以成功实施。

那么,此次北斗三号全球组网收官任务因何在原计划的发射窗口到来前被紧急叫停?航天人又做了哪些努力保证了6月23日发射的顺利进行?

6月15日傍晚,长三乙火箭已按流程完成常规推进剂加注,开始进行射前功能检查。一切都在按计划和程序进行着。

20点刚过,在火箭开始加电测试后,来自航天科技集团六院的火箭低温发动机副总设计师罗巧军和试验队员陈明航不约而同地皱起眉头,他们发现火箭三级发动机的I分机中减压阀的压力数据出现异常。“与正常情况下的数值相差了一点几,这可不是小事情,因为其状态直接关系三级发动机能否正常工作,關乎任务成败。”罗巧军说。

陈明航2012年入职,已参加过10多次长三甲系列火箭发射任务。他的岗位是发动机系统岗,主要工作就是三级发动机相关数据判读和参数监视。“首先要排除测量设备出现故障造成数据异常的极端情况,然后再进一步排查阀门的问题。”快步跑到测试间求证数据的准确性后,事实给陈明航泼了一盆冷水:测量设备工作正常。

几分钟后,一阵急促的脚步声传来。发射中心负责任务指挥的领导召集火箭“两总”和技术人员离开大厅,到三楼会议室研究对策。

经过讨论,专家们的意见很快得以集中:如果排除测试设备问题,那么阀门产品是否存在问题需要尽快排查,如果问题定位于阀门产品则需要迅速更换同类产品,以便继续实施后续发射流程。按照这样的操作,16日的发射窗口仍可赶上。

现场领导最后指出,航天发射容不得半点马虎,如果条件不具备,任务可以推迟,一定要确保不带丝毫隐患上天。

在航天科技集团一院长三甲系列火箭总指挥岑拯、总设计师姜杰带领下,技术人员迅速梳理出问题排查步骤和应对处置需要准备的备份产品。

发射塔架上,操作人员按流程进入火箭舱体对中减压阀进行检查,壳体上一个鸡爪形的细小裂纹映入眼帘。消息传来,在场的人都惊出一身冷汗。

身在发射场的人员迅速联系一院北京方面的同志,对同批次产品从设计到生产、检验进行全过程核查。同时,紧急更换备份产品,并检查其工作状况是否满足要求。临近午夜12点,新更换的同批次产品经检测工作状态正常,具备实施任务条件,但一向坚持严慎细实的航天人没有很快作出重启发射的决定。

16日凌晨1点,北京方面对产品抽检件的材料分析结果传来,问题得到复现。此时,集团公司在发射场连夜召集火箭、卫星“两总”参加的讨论会正在进行。经过讨论,大家认为,虽然经过排故指标已经正常,但本着慎之又慎、万无一失的考虑,要坚决做到不带疑点加注、不带隐患上天。

随后,任务指挥部正式作出决策:发射任务推迟,发射时间待定。当天清晨6点多,有关方面通过媒体及时向社会公布了这一消息。16日白天,问题产品被迅速送回位于北京的一院703所接受材料检测。当晚,经过前后方结果比对,证明了问题发生的机理。

18日上午,航天科技集团在北京、四川西昌、陕西西安召开视频会,邀请火箭卫星研制专家、上级领导以及中国钢研的材料专家对问题进行剖析定位。经过一上午的紧张讨论,达成了可以归零的结论,决定使用合格替代产品继续执行发射任务。当天下午,西昌卫星发射中心召开指挥部会议,商讨后续工作计划,决策重启发射任务。

18日晚,工作人员加班加点,将从北京运来的替换产品安装上箭,经测试,指标符合任务要求。但那时仍远未到能让他们松口气的时候:由于夏季气温较高,已经加注常规推进剂的火箭贮箱内的燃料温度和气枕容积出现变化,已不满足发射实施条件。

这是一个艰难的决定,燃料不泄出显然不行,但泄出后再重新加注,过程中会不会出现新的问题?

经决策,长三甲系列火箭即将进行历史上前所未有的最大规模推进剂泄出及重新加注。发射场发射测量站站长陈华强说,西昌卫星发射中心历史上曾进行过几次推进剂泄出,但泄出量这么大,并且泄出后继续实施加注执行发射任务,这是头一回。

火箭推进剂泄出操作,大多都是单点手动控制,开关大小的拿捏、流量流速的控制有时还需要听声辨识,难度很大。火箭上的开关阀门等也需要多次开启,能否承受这些动作也是对产品质量的一次实战检验。 经过万全准备,技术人员分析出此项操作可能涉及的21项风险,并分别制定了应对策略。从19日到20日,火箭一级、二级及4个助推加注口以上的氧化剂、燃烧剂分别安全完成泄出操作。粗略计算,泄出量约占加注燃料总量的3/4,规模之大世所罕见。

一波未平,一波又起。工作人员在对泄出后的助推器氧箱进行检查时,发现连接传感器的法兰盘螺栓出现轻微腐蚀现象,需要尽快更换。 这项操作只能在狭窄的箭体内进行,操作人员要身着防化服从仪器舱舱口钻进火箭内部,以俯卧的姿势迅速精准完成拆除和新产品安装工作。拆装之间的争分夺秒,还要对可能随时遭遇的危险物质保持高度警觉并沉着应对。

最终,一院211厂产品装配工人闫磊、刘永宁这两名30多岁的年轻人扛起了责任,沉着果敢地完成了4个助推器氧箱24个螺栓的紧急更换任务。

6月23日上午,当发射任务取得圆满成功的消息传来,火箭发射试验队员紧绷的神经终于得以放松。

◎ 来源|中国航天报(有删减)

◎ 图片|中国航天报

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