口述/容易 文/黃希 攝/宿東 張旖旎
已是春和景明,而大漠深處的酒泉衛星發射中心還略有涼意。長二F 遙15 發射時的興奮猶在昨日,一轉眼我們迎來遙16 的啟程。時間在火箭人的眼中,是一次又一次的騰飛。這一次的任務,長二F 再次交出滿意的答卷。我們的無悔付出,就是為了那句重如千鈞的承諾:有我們,請放心!
為了滿足空間交會對接任務的需求,2004 年工程總體決定開始研制改進型長二F 火箭。2006 年,我進入航天科技集團一院工作后,很快就加入了改進型長二F 火箭研制隊伍,開始從事故障檢測和逃逸系統的總體設計工作。
這枚火箭是現在我國唯一的一枚在役載人運載火箭。和其他火箭相比,故障檢測和逃逸系統是該火箭“專屬”,因而也比較小眾。我當時對這個領域一頭霧水,因此花了大量時間和精力去請教前輩。荊木春、張智從1992 年載人航天工程立項起就參與了載人火箭的研制工作,恰好他們兩位也從事過故障檢測和逃逸系統領域相關工作,于是順理成章成了我經常請教的對象。
有了前輩們的悉心講解和耐心引路,我對負責的工作游刃有余,并開始涉足型號總體工作,即對首飛前質量措施進行確認。從那時起,我就開始全面了解我國載人火箭的質量管理體系以及獨有的“加嚴措施”,并逐漸接受載人火箭對質量最高標準、最嚴要求的理念。
天宮一號、神舟八號飛行是我人生中第一次去發射場執行任務,但“真是一點兒都不緊張”。執行空間實驗室任務開始使用的改進型長二F 火箭發生了較大的技術變化,相當于一枚全新的火箭,因此安排了執行天宮一號、神舟八號飛行。因為這兩次任務是改進型長二F 火箭的首飛,并沒有載人。
但是到了神舟九號任務時,我本以為和前兩次任務相比,自己會更加熟練和游刃有余,但是沒想到一看到航天員從大屏上出現,從火箭整流罩進入到飛船里,我一下子就緊張得不知所措。
此刻,前輩們經常掛在嘴邊的“載人航天,人命關天”在腦子里盤旋。一看到航天員,我就明白了載人火箭的使命和責任:航天員把生命交給你了!
在載人火箭的隊伍里,很多設計師都會分享一個細節:在火箭點火前3 小時,各個系統的主要人員都要去塔架上查看火箭的最后狀態,但這個時間恰好也是航天員登塔上箭進艙的時刻,很多人都能遠遠地看到航天員上了電梯。然而就是“這一眼”,就和平常在電視上看到航天員的場景完全不一樣,那種觸動讓人非??坦倾懶?。
一直到現在,載人火箭隊伍里還有一個特殊的工作程序:學習崗。所有執行長二F 火箭發射任務的同志都要提前在上一發任務中“實習”,這種堅持,不僅是為了熟悉操作流程,更是為了在實際操作中感受“載人任務”的特殊使命。
2021 年年初,當時我是重型運載火箭的副總師,正帶領團隊對重型運載火箭進行關鍵技術攻關。一紙任命把我調整到了長二F 總師的位置上。載人航天,使命光榮,責任也是如山的。我和團隊就一個任務:安全、可靠地送航天員上太空。這是團隊對航天員的承諾,也是團隊最大的責任。

▲ 神舟九號航天員出征儀式
此時執行神舟十二號飛船的長二F 遙12、遙13 火箭已經到了“臨出廠”的階段,我開始快速了解、熟悉火箭的研制情況和出廠狀態。當我了解兩發火箭的技術狀態時,最大的感受就是變化數量多,而且變化很細微。相對之前2016 年飛行的最新成功子樣遙11 而言,有上百項技術狀態變化,有很多類似增加力矩的措施也統計在內。這說明載人火箭的技術狀態管控之嚴格,不管多么細小的改變,都會當作技術狀態變化去分析和驗證。載人火箭的技術狀態管控要經過嚴格審批,手續非常繁瑣。但是,隊伍改進的決心很大,上百項狀態改進里有百分之七十以上與提高可靠性和安全性相關。
高可靠、高安全是載人火箭最本質的特征,可靠性安全性工作一直都是載人火箭隊伍的核心工作。通過30年持續不斷的努力,載人火箭不僅實現了從研制之初提出的0.97 的遙不可及的可靠性指標,而且現在的可靠性評估值已經接近0.99。不因善小而不為,雖然改動很細小,但是可靠性、安全性正是通過點滴工作累積起來的。

▲ 容易(右)聽取團隊成員工作匯報

▲ 長二F 火箭轉運中
進入空間站建造階段以來,工程總體對火箭提出了一個要求:為了最大程度確保航天員安全,每次發射一枚載人火箭,同時要有一枚火箭在發射場“待命”。“待命”火箭解除值班任務后將轉為正式發射任務的火箭,由新的火箭接替執行值班的任務。也就是打一備一、滾動備份的模式。這意味著出場執行新的值班任務的火箭在奔赴發射場地時,發射場有一枚火箭將轉為執行正式任務。這也帶來了質量管控,特別是技術狀態管控的一個新模式。火箭在持續改進,新出廠的火箭相對于以往的火箭一定會有狀態變化,這些變化既然是有利于提升可靠性安全性的,已經在發射場準備轉為執行正式任務的火箭怎么辦?隊伍在新的火箭出廠前會逐一分析確認這些新的狀態變化能否在馬上執行任務的火箭上采取,能采取的全部采取,確實沒有條件,要逐一進行分析。2021 年下半年遙14 火箭有一項小更改,是給火箭助推和芯級的捆綁連接裝置加一個防護罩進行保護。經過討論,我們認為要給遙13 也加上。于是,安排防護罩生產,設計安裝方案,遙13 飛行前也落實了這項更改,又增添了一份可靠。每次任務都如此,雖然很麻煩,但是只要有利于火箭減少薄弱環節和風險隱患的,隊伍都會不遺余力地去做。
火箭飛行前,在發射場會做大量的測試以充分暴露隱患。在發射場,遙12 火箭被發現了7 個質量問題,每一個問題都需要在現場做分析,有時候剛剛對一個問題產品進行拆卸、送回北京,又有一個問題冒出來了。團隊連著一個月沒有休息。
我們一直秉承這樣的理念:在發射前出現這些質量問題,并不是壞事兒,對我們的工作既是警醒,也促使我們把工作做到盡善盡美。發現問題徹底歸零,就是進步。對于載人火箭而言,產品的高可靠是永恒的追求?!案呖煽?、高安全”的追求沒有止境,很多時候“換產品”都是為了讓火箭采用可靠性、安全性更高的產品,讓航天員的飛行更多一重保護。
因為是載人產品,所以對產品的質量控制要求很高。產品進入發射場工作階段,出現過好幾次“質量沒問題,但是因為不包絡”需要下箭,從操作者來說,已有產品“下箭”到新產品“上箭”,毫無疑問會增加操作風險。這幾次任務在發射場工作時,現場一度更換過動力系統蓄壓器、動力系統膜片、控制系統的慣組、伺服機構等產品。每一次更換,都是“小心翼翼”,更是對載人火箭“質量至上”理念的踐行。

▲ 長二F 運載火箭發射試驗隊合影
在我們的團隊里,有這樣一個信條:如果更換產品的風險我們能夠掌控并做到消除,如果還有更好的產品,我一定會選擇表現更好的產品去飛行。讓我印象深刻的有這樣一個故事。在遙13 火箭換動力系統蓄壓器時,為了把蓄壓器換下來,先要把前面的管路先斷開以騰出空間?!斑@就像卸裝家里的水管一樣,卸了重新安裝,密封性能就可能不如之前。”大家在討論時就考慮到了風險。第二天早上,我在食堂門口碰到了工藝調度人員。在詢問工藝人員對這個風險的解決方案時,他們說已經想到了風險,而且北京有已經驗收過的同樣的產品,他們昨晚已經連夜安排了,現在這個產品已經在快遞來發射場的路上了。那一瞬間,我心里滿滿都是感動。為了規避風險,工藝人員完全有理由說“建議不更換”。兩總也會充分考慮他們的意見。然而,他們不僅沒有這樣做,反而主動去解決問題。一邊是“求穩妥”,一邊是“求更優”,在二者必須做出選擇時,隊伍人員講大局,重協作,想的都是如何去解決困難。體現了團隊“共同面對問題、共同解決問題”的工作理念。
從空間站建造任務開始,工程總體對火箭提出了應急救援的要求。也就是說,如果航天員在太空中遇到了危險,要有一枚應急救援火箭以最快的速度把人接回來。這對火箭團隊而言,一次任務要準備兩枚火箭的總裝和測試工作。“正式火箭”和“備份火箭”各司其職,按照各自的流程準備相應工作。不僅如此,還有應急箭執行應急救援的流程也需要設計。好幾種流程交織,如何安排如何優化,是空間站建造任務面臨的特殊需求。因此,兩發火箭的準備,折算一下,意味著每一次發射,團隊要完成1.7發火箭當量的準備工作。空間站建造階段,一年兩次載人發射,相對于以往平均三年一次載人發射而言,發射密度也有了很大的提高。如何對流程進行優化,提高發射場工作效率也成為擺在隊伍面前的難題。

▲ 長二F 運載火箭垂直轉運
隊伍將火箭基礎級、逃逸塔、整流罩分成3 條線,將兩發火箭的工作項目逐個細化分析,結合人力、資源的安排,排出了局部并行的工作流程。隊伍開展了大量的測試覆蓋性分析,優化設置正式箭和應急箭待命前的工作項目。通過幾次任務的積累和改進,遙12 火箭出廠時給出的一次任務兩發火箭在發射場準備時間為49 天,遙15 火箭發射場流程優化為35 天,大大提高了發射場工作效率。
應急救援流程更是一個新事物。既要快,又要穩,隊伍反復推演討論,給出了應急救援的工作項目和24 小時工作制的實施方案,應急救援流程8.5天,而一發火箭正常發射流程接近一個月,如何實現?我們從人員交班的工作項目安排,對人員休息保障的所有信息全部進行分析,確保以人為本的預案的可實施性。
遙12 火箭中發現的問題,絕大多數發生在地面設備,隨后團隊將大量的時間和精力放在完善地面設備的工作上。
在以往的操作中,地面設備檢修的方法,一般是按照“加電”的操作來檢查。到后來,團隊想到了一個更優化的辦法。就像我們開車,我們去4S 店,專業保養人員并不是把你的車打著了,讓車跑幾圈,來判斷你的車是否有問題。車輛保養是有專用的設備和方法、判據,去做一定的檢測。什么時候大修,什么時候小修,人家都是有量化標準的。
那地面設備的檢查,是不是能夠參考這個方法呢?遙12 任務之后,團隊利用兩次任務的間隙,趕緊采購了專業設備,也制定了專門的定量的標準,對不同的設備進行定量的測試,這種定量的測試,能夠讓我們對地面設備的檢修更加科學、有依據,能夠對它是否滿足要求有一個趨勢性的判斷。從遙13、遙14 火箭執行任務的情況來看,地面設備發現問題的數量大幅下降。
載人火箭團隊一直還在持續做的事情是“做預案”。神舟十三號任務時,需要針對其他型號發生的推進劑泄漏的質量問題在現場開展舉一反三,遙13 火箭加注后如何判斷?2021 年10 月7 號晚上,大家“雙想”會開到了凌晨1 點,就是討論這一項預案怎么做。
后來,大家建議在北京安排做一個實驗,看看正常狀態下推進劑加注后的形態。10 月14 日中午,等到長二F 遙13 火箭加注時,我們在現場等待判斷加注是否正常。因為做了實驗,把實驗視頻和現場視頻做了一個比對,團隊一下子就心中有數了。當時,發射場請總師拍板。我毫不猶豫地說:沒問題,可以往下走。
事后回想起來,當時如果沒有做那個實驗,在現場真挺難判斷?!邦A案,寧可做到備而不用,不能用而無備。”什么事情,只要想到了,最好的辦法就是去做。載人火箭,質量是永恒的追求。凡是想到的事,凡是別人提到的建議,都應該全力以赴地落實,才能不留遺憾。