“神舟”無(wú)人試驗飛船四次遨游太空,逃逸系統次次成功經(jīng)受了考驗,成了航天員放心大膽去巡天的“定心丸”。承擔逃逸塔動(dòng)力裝置研制工作的就是中國航天科技集團第四研究院,他們創(chuàng )造出堪稱(chēng)目前國際上性能最完善的逃逸救生方式。
肩負起民族的希冀
載人航天工程特殊之處,在于必須確保航天員的絕對安全。國外航天技術(shù)發(fā)展的歷史證明,威脅航天員的故障大多發(fā)生在火箭飛行段,因此,解決火箭發(fā)射故障逃逸救生技術(shù),是一項世界性的難題。我國政府在載人航天工程立項伊始,就莊嚴地宣稱(chēng):
我們不僅要有高可靠、高安全的“神劍”、“神舟”,還要有萬(wàn)一遇到意外緊急情況確保航天員安全生還的一流的逃飛設置。因此,逃逸系統的研制從一開(kāi)始就被確定為載人航天必須突破的三大技術(shù)難關(guān)之一。
四院人不會(huì )忘記,1995年4月19日,整個(gè)逃逸系統動(dòng)力裝置4個(gè)型號10臺發(fā)動(dòng)機中最大、也是結構最復雜、研制難度最大的主逃逸發(fā)動(dòng)機,首次熱試車(chē)點(diǎn)火后不到1秒鐘,攝氏3000多度的高燃速火焰瞬間將四個(gè)前置噴管的彎管部分全部燒穿,四射的火焰將整個(gè)試車(chē)臺燒成了一片火海。乍暖還寒的天氣,這個(gè)意外讓四院人的心一下子掉進(jìn)了寒冷的冰窖。
試車(chē)的慘狀讓在場(chǎng)的許多人雙淚長(cháng)流。為了這個(gè)形狀怪異像一只“四爪魚(yú)”的大家伙,僅四院的機加工人就付出了整整一年的艱辛和汗水。四院的領(lǐng)導和型號兩總連夜召開(kāi)了事故分析會(huì )。
盡管設計人員和工藝人員事先已經(jīng)考慮到了這種特殊要求發(fā)動(dòng)機燃燒室的燒蝕和沖刷環(huán)境會(huì )很惡劣,并采取了較傳統發(fā)動(dòng)機絕熱層厚得多的絕熱方法。但事實(shí)證明,傳統的絕熱方法和材料對這種要求異?量痰奶厥獍l(fā)動(dòng)機是根本行不通的。兩總研究后決定,從設計、材料、工藝、技術(shù)等多方入手,多管齊下,成立十多個(gè)工藝技術(shù)攻關(guān)小組協(xié)力攻克難關(guān)。
一場(chǎng)“百日攻關(guān)”大戰開(kāi)始了。年近6旬的發(fā)動(dòng)機總設計師陳立學(xué)整天泡在攻關(guān)一線(xiàn),為了不忽略任何一個(gè)有價(jià)值的實(shí)驗現象,常常疼得大汗淋漓,連腰都直不起來(lái),攻關(guān)的三個(gè)多月中,他本來(lái)已經(jīng)花白的頭發(fā)幾乎全白了。
發(fā)動(dòng)機總指揮王士寶差不多每天都要到實(shí)驗室、車(chē)間,現場(chǎng)協(xié)調解決問(wèn)題,有時(shí)在實(shí)驗現場(chǎng)一站就是幾個(gè)鐘頭。那段時(shí)間,本來(lái)就清瘦的他又消瘦了許多。
主任設計師劉霓生組織設計人員從設計源頭抓起,摸索進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)動(dòng)機結構設計。那些天里,他幾乎沒(méi)有睡過(guò)一個(gè)囫圇覺(jué),最終因疲勞過(guò)度病倒在崗位上。
攻關(guān)組的技術(shù)人員和一線(xiàn)的工人師傅遴選了成百種材料和配方,做了上千次試驗,測試了上萬(wàn)個(gè)數據。
為了得到每一項試驗的準確數據,工作到深夜成了攻關(guān)組的家常便飯。主管工藝師王慶利當時(shí)身懷六甲,她忍著(zhù)因實(shí)驗室強烈的溶劑氣味引起的嚴重妊娠反應,挺著(zhù)大肚子和大家一齊吃、住在車(chē)間;工人宋可為動(dòng)腦筋、想辦法,帶病堅持工作,一遍一遍地琢磨新材料的成型工藝。
終于,新的絕熱材料和成型工藝找到了,并于4個(gè)月后的8月31日成功經(jīng)受了地面熱試車(chē)的考核,試車(chē)結束后界面解剖結果表明,絕熱層不但沒(méi)有燒穿,還有相當的余量。此時(shí),距總體要求的轉段時(shí)間還有1個(gè)多月的時(shí)間,整體研制進(jìn)度沒(méi)有受到影響。至此,研制過(guò)程中遇到的第一個(gè)也是最大、最關(guān)鍵的技術(shù)攻關(guān)宣告勝利結束。
在整個(gè)研制期間,他們先后攻克了瞬時(shí)大推力特種固體發(fā)動(dòng)機設計、超高強度鋼異型機械加工、高燃速推進(jìn)劑配方及工藝、高燃速發(fā)動(dòng)機抗沖刷抗燒蝕絕熱防熱等關(guān)鍵工藝技術(shù)難關(guān),把10多項中國之最有的甚至是世界之最,寫(xiě)在了中國和世界航天史上,也把中國航天人的風(fēng)采展現在世人面前。
“零缺陷”產(chǎn)品讓航天員放心去巡天
由于逃逸系統承擔著(zhù)雙重重大使命,無(wú)論火箭發(fā)射成功與否,它都必須成功,失敗不起。所以從研制開(kāi)始,四院就始終把提高產(chǎn)品的質(zhì)量和高可靠性放在首位來(lái)抓。院長(cháng)周為民要求自己和全體參與研制人員務(wù)必常存“戰戰兢兢,如履薄冰,如臨深淵”的心態(tài)。
周為民處理質(zhì)量事故毫不留情面是出了名的。一次,一位為產(chǎn)品傾盡了心血的老師傅,在檢查一批螺栓時(shí),居然出現了漏檢事故。周為民揮淚斬馬謖,嚴肅處理了這位老師傅,并在全系統范圍內開(kāi)展質(zhì)量整頓,復查了上千道工序的質(zhì)量控制規程和元器件。事后,周為民找到那位老師傅力陳其中的利害,老師傅老淚縱橫地說(shuō),我知道,我們現在的任何一個(gè)小小的失誤,將來(lái)都有可能是對航天員甚至整個(gè)載人工程的犯罪!
嚴格的管理必須建立在完善、健全的規章制度的基礎上。四院成立了行政、技術(shù)、工藝并行的三套指揮系統,編制了周詳、細致的質(zhì)量保證大綱,建立了層層責任制,構筑政令暢通的垂直指揮系統,使得設計、操作、檢驗等各工序環(huán)環(huán)相扣,職責明晰,針對載人飛行的全過(guò)程的加嚴質(zhì)量控制措施,杜絕了質(zhì)量管理“真空地帶”的出現。
逃逸主發(fā)動(dòng)機超高強度鋼金屬殼體由于形狀復雜而且多是空間異型曲面,再加上硬度極高給加工帶來(lái)了極大難度。7414廠(chǎng)銑工李亞杰面對從未遇到過(guò)的加工難題,反復研究圖紙。他把自己大部分時(shí)間都交給了機床,白天晚上守在機床旁,用試切件反復試驗,摸索加工參數。他用來(lái)繪圖、計算的草紙摞起來(lái)有半尺多厚,經(jīng)他改制的工裝、刀具有幾十套之多,每年平均工時(shí)達4000小時(shí)的他被大伙譽(yù)為“走在時(shí)間前面的人”。
發(fā)動(dòng)機燃速推進(jìn)劑裝藥是一項危險性極高的工作,而由于結構特殊,其中一種逃逸發(fā)動(dòng)機在裝藥時(shí)需采用過(guò)去從未用過(guò)的插芯技術(shù),即先將濃稠的推進(jìn)劑藥漿裝進(jìn)殼體內,再將一根金屬的芯模棒插進(jìn)藥漿內。操作中稍有不慎,就會(huì )引起摩擦起火燃燒甚至爆炸,后果不堪設想。
第一次插芯工作現場(chǎng),空氣是凝結的?刂剖依,從領(lǐng)導到職工,心都提到了嗓子眼兒上,手心里也都捏著(zhù)一把汗,有的青工更是無(wú)法控制緊張情緒明顯顯露。老組長(cháng)田新華面對不可預知的危險,主動(dòng)請纓:他們都還年輕,我來(lái)!他堅持諾大的工房?jì)戎涣粝伦约阂粋(gè)人。那一刻,他毫無(wú)顧忌地把生的希望留給了別人。
作為逃逸系統發(fā)電機行政總指揮的四院院長(cháng)周為民無(wú)限感慨地說(shuō):“我們完全可以自豪地說(shuō),四院參與研制的逃逸系統是目前國際上性能最完善的逃逸救生方式之一,達到了世界同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水準!
(文章原載于《科技日報》,作者:王玫、楊衡玉、于莘明)