20年论证,10年攻关,结束了我国没有大型火箭的历史
2022-04-16
20年论证,10年攻关,长征五号结束了我国没有大型火箭的历史。从发射失利到成功复飞,历经908个日夜的痛苦摸索,长征五号上演王者归来,成为托举探月、探火、空间站在轨建造任务的主力军。火箭院长征五号系列运载火箭总设计师李东作为亲历者,回忆了长征五号系列火箭的成长故事。
2006年,中国新一代运载火箭长征五号经过2 0年的前期论证,正式立项,李东被任命为长征五号运载火箭的总设计师,这一年他39岁。
长征五号系列运载火箭总设计师李东:
首先,我能担任这个型号总设计师,我自己的评价是非常幸运,因为这个火箭寄托了几代航天人的心血。
长征五号火箭从1986—2006年立项,前期论证了整整20年。1986年的时候,中国的火箭还远远没有成熟,中型火箭的研制也都没有完全成熟,那些老一代的航天人、很多航天大家,就开始规划未来的大火箭,这些人的眼界、眼光真是高山仰止,我们非常敬佩,他们看得那么远。国家主管部门,包括党和国家领导人眼光这么长远,让他们反复论证、科学规划未来的事情。所以我经常给孩子讲,国家和民族特别有希望就在于这个地方,永远不是只看眼前的东西,而是看得非常远。
纵观太空探索的历史,人类一直在克服一个难题,那就是把更重的载荷送到太空轨道上去。在长征五号系列火箭诞生之前,长征系列火箭的主力是长征二号、三号和四号,但随着中国航天的快速发展,这些火箭逐渐力不从心,其中最重要的问题就是运载能力不足。
这也就是航天领域经常被提起的那句话:“中国火箭的发射能力有多大,中国航天的舞台就有多大。”长征五号系列火箭所承担的,正是中国大火箭的使命和定位。
长征五号系列运载火箭总设计师李东:
当时研制长征五号火箭,我和总指挥肩负了两个责任:
第一个是国家的硬任务,一定要把运载能力翻一番,从8吨提到2 0吨,从高轨道5吨提到10吨。这是必须要完成的任务。
第二个任务是要把上一代长征火箭上我们已经认识到的一些短板、技术问题解决掉。这个任务有很大一部分是我们自己加给自己的。要解决这些问题,不是说在上一代火箭技术的基础上简单改改就可以。
对于研制长征五号火箭最初的那段日子,李东回忆,很多时候就像在漆黑的夜里摸索着寻找光明的出口,碰壁和挫折常常发生。
长征五号系列运载火箭总设计师李东:我记得型号遇到的第一个大挫折,是做结构静力试验没通过。当时我给院里党委书记发短信,我说这个试验没有通过,可能是目前为止研制长征五号火箭遇到的最大挫折了。
他给我回的信息我印象特别深:鼓励我们要挺住,要坚持住,静下心来把问题解决了;他说,这绝对不会是长征五号的最后一次挫折或者最后一次困难。
这实际上是鼓励,让我们保持清醒。现在回忆起来,当时觉得那么难的事情和后面那些坎坷比起来,根本就不算什么。
长征五号火箭的设计直径5米,总长57米,起飞重量约878吨,起飞推力达到1000吨,各项指标远远超过上一代火箭,是长征系列火箭中个头最大、分量最重、推力最大的。但要实现设计的目标,就得直面创新可能带来的各种困难。
在坚持和探索中,李东和他的研制团队自力更生、自主创新。他们用10年时间突破了12大类247项关键技术,攻克了多项世界性难题,掌握了一批具有自主知识产权的新技术,新技术的比例高达90%以上,远超新型火箭新技术比例不超30%的国际通行标准。而如此高的新技术比例,也意味着极大的风险。
长征五号系列运载火箭总设计师李东:
长征五号火箭是第一个新技术比例远远超过过去的火箭。原因就是过去的火箭挖潜是搞不出大火箭的,这是一个被迫做出的选择。航天界为什么要追求新技术比例不要超过30%?它不是一个人为的决定,是因为这个行业或者这个产品本身固有的难度和风险,要保证整个研制风险受控、研制进度受控,就必须要固化一定的成熟度、保证一定的成熟度,再在这个基础上迭代一部分,否则整个工程的风险太大。
2016年11月3日,长征五号运载火箭终于迎来了它的首秀,尽管过程充满波折,但最终还是取得了圆满成功。
长征五号火箭的横空出世,标志着中国运载火箭实现升级换代,是中国由航天大国迈向航天强国的关键一步,极大地增加了中国的航天运力,使中国火箭的高轨道运载能力跃升至世界同级别火箭的第一位。一些国外媒体评论说,长征五号火箭的首发是改变游戏规则的一次发射,也意味着中国航天新时代的到来。但是,伟大的事业从来不是一帆风顺的。2017年7月2日,仅仅在长征五号火箭首次发射9个月后,长征五号遥二火箭发射失利。
长征五号系列运载火箭总设计师李东:
那个过程不堪回首,太痛苦了。
如果从1986年算起,那是30多年中这么多人的心血。确实压力很大,而且当时除了火箭本身失利以外,也想到了对后续国家大任务的影响。因为跳出火箭这个范围看,整个航天又是一个大系统,火箭只是其中的一部分,这部分一旦出了问题,牵一发而动全身,所以当时压力特别大。
10年間,李东带领团队跨越了研制创新的一道道坎,如今归零复飞的难题又摆在了他和团队面前。但是,失利的长征五号遥二火箭掉进了平均4000米深的大海,造成失利的元凶躲在了层层迷雾之中。
长征五号系列运载火箭总设计师李东:
如果找到残骸,还可以看到实物是什么样;找不到残骸,一切东西都是猜测,那么一切试验复现、理论计算复现,就永远差那么一点点。只能说它最大可能是这个原因,但看不到实物,就不能说它确切就是这个原因。
对当时他和研制团队的状态,李东后来这样形容,就像在黑暗中行走,蹚了无数条路,却一次次发现都是死胡同。
长征五号系列运载火箭总设计师李东:
这个过程接近3年时间,非常艰苦。它不是说埋头苦干3年,突然一抬头天就亮了,不是这个过程。而是不断有进展,又不断被否定,又有进展,又被否定,过程中非常痛苦。那段时间,我们形容它就好像是在黑夜里摸索一样,不知道天什么时候亮,黎明在什么地方。
这不是李东第一次经历火箭发射失利。1996年2月15日,当时中国推力最大的运载火箭长征三号乙搭载了一颗国际通信卫星组织的通信卫星进行发射。发射当天,刚刚参加工作几年的李东就在发射现场,他就站在按发射火箭按钮操作手的身后,亲眼看着点火按钮按下,但这枚火箭在升空20多秒后随即撞山爆炸。
长征五号系列运载火箭总设计师李东:
天亮以后,看到整个失败的场面非常惨烈。当天晚上发生了中国航天非常有名的一件事情,我导师龙乐豪一夜白头,让所有人震撼。
看到他以后,當时我心里一直有一个想法,这一定是我人生无法企及的高度。后来也是他领着大家一起归零,找到故障原因并进一步改进。最后,我们天上的北斗卫星,主要就是长征三号甲系列火箭发射成功的。
整个火箭系统庞大而又复杂,无数个元器件中,有时仅仅某一个元器件差之毫厘,就可能导致所有的心血前功尽弃。查明1996年长征三号乙火箭故障原因,只用了几个月的时间。故障原因李东至今记忆犹新。
长征五号系列运载火箭总设计师李东:
1996年的失败,现在回忆起来非常可惜,是一个电子元器件的偶发失效。他们开玩笑说,那个元器件可能就值几毛钱,几毛钱可能就把一个好几亿元的火箭和小10亿美元的卫星毁掉了。所以那次给大家的教训很深刻,总结出很多质量管理方面的经验。
时间回到2017年7月,长征五号系列运载火箭的第二次发射,在按下点火键346秒后戛然而止。从那时起,整整908个日夜,李东和研制团队承受了常人难以想象的压力和痛苦。最终,经过反复核查和细致论证,团队确认了问题所在,并进行了认真修正。
2019年12月27日,长征五号遥三火箭发射成功,实现了王者归来。但为谨慎起见,长征五号遥三火箭仍然是适应性发射。
长征五号系列运载火箭总设计师李东:
火箭不真正飞一次,飞行过程的综合剖面我们在地面是模拟不出来的,一定要经过这样一次飞行的过程。我们非常感谢航天五院的同志,长征五号遥二火箭失利以后,他们仍然信任我们,用那颗星的备件在那段时间又做出一颗星,仍然交给长征五号火箭打,那种战友之间的信任其实也很感人。
航天有一种特殊的文化:越是成功的时候,可能挨的批评越多,顺利的时候都在给你敲警钟。真正遇到失利的时候,你的上级领导,或者像龙乐豪院士这样的老前辈,他们对你的鼓励和关心,不是停留在语言上的,而是会让你感到大家是在一起的,他能够感同身受我们的困难和痛苦,也把这个事情作为自己的事情。这是航天文化特别独特,也最有魅力的地方。
从复飞到搭载梦天实验舱发射,两年多时间,长征五号系列火箭六发六中,稳定性和安全性得到了重要检验。李东和其团队也为长征五号系列火箭的成长,付出了自己全部的热情、能力和智慧。
复飞以来,长征五号系列火箭六发六中
本文内容来自央视新闻频道《面对面》专访《李东:大火箭成长记》