長七火箭飛天 快遞使命必達(科技名家筆談)

　　——長征七號運載火箭總設計師談研製和發射工作

　　程堂明

　　如果說天舟貨運飛船是太空快遞員，為(wei) 中國空間站在軌建造和運營提供裝備和物資，那麽(me) 長征七號運載火箭就是搭載“天舟快遞員”的“貨運專(zhuan) 列”，專(zhuan) 門負責護送其飛抵空間站。作為(wei) 長征七號總設計師，我這些年來從(cong) 沒有一絲(si) 放鬆，沒有分毫懈怠，與(yu) 團隊其他成員一起攻堅克難、精益求精，確保完成快遞直達空間站的光榮使命。

　　攻堅克難 終獲成功

　　2021年初，我被任命為(wei) 長征七號運載火箭總設計師。彼時，中國空間站工程關(guan) 鍵技術驗證和建造階段任務即將實施，舉(ju) 世矚目。當年4月底，中國空間站天和核心艙發射成功，接下來出場的是天舟二號貨運飛船，其任務是攜帶供3名航天員所需的消耗品、艙外航天服、平台物資，與(yu) 天和核心艙進行空間交會(hui) 對接，為(wei) 後續飛行任務和空間站在軌繼續建造奠定堅實基礎。

　　托舉(ju) 天舟二號貨運飛船進入太空，完成飛天使命的火箭就是長征七號。這就意味著，在軌建造中國空間站的接力棒交到了我們(men) 手中。天舟二號是天和核心艙迎來的第一位“訪客”，該次發射任務的意義(yi) 非常重大，必須千方百計確保成功。對此，我們(men) 團隊信心十足。

　　然而，讓人意想不到麻煩還是出現了。就在發射時間窗口確定為(wei) “2021年5月20日淩晨”不久，在按程序開展煤油加注、液氧預冷、大流量加注等作業(ye) 時，突然“跳出”一個(ge) 異常數據，讓現場的氣氛頓時凝重起來。在這個(ge) “箭在弦上”的關(guan) 鍵時刻，到底產(chan) 生了怎樣的問題？導致問題的根源是什麽(me) ？我們(men) 焦急萬(wan) 分！

　　經過現場討論和研判，我們(men) 認為(wei) 可能是尾艙內(nei) 出現了泄露。於(yu) 是，我立即安排試驗隊員進入箭體(ti) 尾艙進行排查。然而，火箭已經加注了500餘(yu) 噸推進劑，尾艙內(nei) 溫度低、空間狹小，充滿著氮氣，人員進艙必須戴呼吸麵罩，查找漏點不僅(jin) 非常困難，而且風險很大。

　　箭體(ti) 外壁上的冷凝水嘩嘩在流，時間一分一秒在流逝，我們(men) 眼看著錯過了時間窗口，隻能中止發射，瞄準第二天的時間窗口。

　　在軌建造中國空間站是舉(ju) 世矚目的重大工程，相關(guan) 任務環環相扣，如果長征七號故障不能得到及時排除，天舟二號飛船就無法按計劃發射，後麵的任務全都會(hui) 受影響。在這樣的環境和背景下，我們(men) 當時承受的壓力之多、之大是可想而知的。

　　我們(men) 以堅強的意誌頂住壓力，在發射現場全力以赴、不眠不休、連續奮戰，繼續開展故障排查和定位。北京大後方也是燈火通明，專(zhuan) 家們(men) 通宵達旦，一起幫我們(men) 把脈診斷。經過各方不懈努力，我們(men) 終於(yu) 在進入第二個(ge) 發射時間窗口之前約兩(liang) 小時查出了導致故障的“真凶”。鑒於(yu) 處於(yu) 加注狀態的火箭已經停放了30多個(ge) 小時，而更換故障部件必須泄出全部推進劑，指揮部決(jue) 定，中止發射並泄出全部推進劑。

　　在接下來的一個(ge) 多星期，我們(men) 徹底排除了故障，對全箭各係統狀態再次進行了確認，通過補充測試得出結論：火箭狀態良好。5月29日，長征七號燃料加注完成。20時55分，隨著發射指令發出，長征七號衝(chong) 天而起，直上九霄。而後，各項數據均顯示正常，約600秒後，飛船與(yu) 火箭成功分離，精確進入預定軌道。21時17分，太陽能帆板兩(liang) 翼順利展開工作，發射取得圓滿成功。大家緊張地盯著各項數據，直到船箭分離那一刻，心頭壓著的一塊大石頭才放下來，長舒了一口氣。

　　我第一次當火箭總設計師，竟然遭遇兩(liang) 次中止發射意外，經曆了中國航天史上低溫推進劑加注停放最長時間、最大規模推進劑泄出再加注的事件，留下刻骨銘心的記憶。今天，當時的一幕幕依然清晰地呈現在眼前，時刻警示我，必須有敬畏之心，切實培養(yang) “嚴(yan) 慎細實”的工作作風，踏踏實實做好每一個(ge) 環節，必須精益求精，追求完美和極致；時刻警示我，做事必須有預案，尤其是對火箭這類龐雜的係統，隻有“立足最好做方案，著眼最壞做預案“，把所有可能的狀況都考慮進去，才能最大程度提高成功的概率。

　　奮鬥八載 鑄就神箭

　　在加入長征七號團隊之前，我先後參與(yu) 過長征二號F火箭和長征五號火箭的研製工作。通過這兩(liang) 段經曆，我和長征七號結下特殊的緣分。

　　2008年11月，長征七號團隊正式組建，開始了該型號的深化論證和研製工作，但是在最初的兩(liang) 年裏，該型號火箭的名字並不是“長征七號”，而是“長征二號F/H”，簡稱“長二F/H”。研製該型號火箭的初衷並不是為(wei) 了開發一款全新的火箭，而是對長征二號F火箭進行改造，通過更換新型液氧煤油發動機，滿足無毒、無汙染的環保要求。但在論證中，科研團隊發現，更換發動機將引發連鎖反應，會(hui) 徹底改變火箭其他係統的狀態。

　　長征五號是我國新一代運載火箭，其在論證之初存在大、中、小三型方案，其中中型方案與(yu) “長二F/H”存在技術和用途的重疊。有關(guan) 方麵經過周密論證，決(jue) 定化繁就簡，綜合長征二號F火箭的成熟技術和長征五號的新技術，研製一款中型火箭。2010年6月，“長二F/H”正式更名為(wei) “長征七號”。長征二號F火箭主要用於(yu) 發射神舟載人飛船，繼承了其血統的長征七號一直向載人火箭的標準看齊，從(cong) 設計、試驗到生產(chan) 的全過程一直延續高可靠、高安全、高要求的標準。

　　長征火箭“家族”增添了新成員。根據工作需要，我就從(cong) 長征五號研製團隊轉入到長征七號研製團隊。雖然該型號火箭是在之前的基礎上進行研發，但是我們(men) 仍然需要麵對重重困難，走過長達8年艱辛曆程。

　　在論證之初，我們(men) 就為(wei) 長征七號定下了“高可靠、高安全”的研製目標，以可靠性係統工程理念謀劃全生命周期的研製工作。在設計上，我們(men) 提出了可靠性9要素設計，其中包括冗餘(yu) 設計、裕度設計、力學熱學環境設計、氣液密封設計、防雨防鹽霧設計等，製定了詳細的設計準則和禁忌，力求從(cong) 根本上提高火箭的可靠性和環境適應性。在試驗方麵，我們(men) 開展了可靠性強化試驗，在產(chan) 品樣機階段快速激發薄弱環節便於(yu) 改進，開展了拉偏試驗、破壞試驗等，摸清關(guan) 鍵產(chan) 品的極限能力，鼓勵單機、係統盡可能多參加係統級試驗，提前檢驗係統接口協調性。在產(chan) 品生產(chan) 過程中，我們(men) 強調工藝量化控製，關(guan) 鍵環節要多方確認，保證產(chan) 品的質量穩定性和一致性。

　　回顧研製曆程，我深感那是一段激情燃燒的戰鬥歲月。尤其是初樣後期兩(liang) 年多時間，我們(men) 團隊輾轉奔波於(yu) 北京南苑、北京雲(yun) 崗、天津、海南4地，同步推進設計完善、產(chan) 品生產(chan) 、總裝測試、大型試驗、發射場設備裝調等各項工作，每個(ge) 人都上緊了發條，為(wei) 型號研製忙忙碌碌，為(wei) 破解難題殫精竭慮，為(wei) 每一次試驗成功歡欣鼓舞。

　　2016年6月，長征七號迎來執行任務“首秀”，這也是文昌航天發射場建成後第一次執行發射任務。當時，我作為(wei) 長征七號副總設計師，見證並全程參與(yu) 其中。此次發射可謂行雲(yun) 流水、一氣嗬成，證明了我們(men) 的研製試驗等工作是充分的、到位的，也證明了該型火箭可靠的性能。

　　“把成功作為(wei) 信仰。”這是運載火箭係統常說的一句話，表達了我們(men) 共同的心聲。然而，取得成功從(cong) 來不易，尤其是隨著空間站建造任務推進，火箭發射頻次日益提高的背景下。我們(men) 必須摒棄傳(chuan) 統上靠長時間、高成本保障成功的老路，開辟高質量、高效率、高效益為(wei) 特征的可持續發展新徑。為(wei) 此，我們(men) 持續采取流程優(you) 化的手段並取得豐(feng) 碩成果。比如，按照傳(chuan) 統操作，長征七號遙五火箭必須在發射前12小時進入流程，我們(men) 采用煤油和液氧並行加注，把時間大幅壓縮，使其在射前8小時進入流程即可。

　　展望未來，我對長征七號在確保質量前提下進一步提高效率的前景很樂(le) 觀，比如就測發效率而言，目前的水平是火箭進場後27天可完成發射，後續有望進一步壓縮到20天至23天。

　　航天情懷 星辰大海

　　1992年，中國載人航天工程正式立項實施。1993年，我從(cong) 北京航空航天大學畢業(ye) ，進入中國運載火箭技術研究院總體(ti) 設計部工作。可謂正逢其時，我不僅(jin) 非常幸運地趕上了中國載人航天工程起步並迎來大發展的黃金時機，而且參與(yu) 了“長征二號F”“長征五號”“長征七號”等火箭型號研製工作，它們(men) 均是承擔中國空間站建造任務的主力。在此過程中，我從(cong) 一個(ge) 跟著前輩學習(xi) 鍛煉的年輕人，逐步成長為(wei) 帶領新一代航天後輩攻堅克難、衝(chong) 鋒陷陣的領銜者。

　　說來有些遺憾的是，我從(cong) 事航天事業(ye) 30年了，參與(yu) 了很多航天任務，但很少有機會(hui) 親(qin) 眼目睹火箭發射，因為(wei) 發射時，我需要在指揮大廳工作。我們(men) 通過大屏幕，緊盯著視頻畫麵和火箭飛行數據，直到屏幕切換到成功的“標配”——讓人喜氣洋洋的大紅屏。直到這時，我才能鬆一口氣，而後與(yu) 大家一起盡情享受成功的喜悅。

　　有一次發射讓我印象極為(wei) 深刻。那是2021年9月20日，中秋節的前一天，長征七號圓滿完成天舟三號貨運飛船發射任務。指揮大廳的屏幕照例是喜慶的大紅，而後突然切換到一個(ge) 畫麵——藍紫色的星空背景上，有幾句用行楷字體(ti) 寫(xie) 就的詞慢慢鋪陳開來：一輪秋影轉金波，天舟又將泊，乘風好去，長空萬(wan) 裏，飛去會(hui) 天和。品味激動人心的勝利喜悅，欣賞清新典雅的唯美詞作，那一刻真是美妙無比！

　　長征七號是我們(men) 的孩子，我們(men) 給他長情的陪伴，對他的成長傾(qing) 注無盡的心血。他每次出征太空前，我都前往深情相送：距離點火發射約4小時，我會(hui) 來到發射塔架，從(cong) 上到下走一遍，仔細端詳火箭一番，心中默默叮囑：“孩子！好好的，飛穩點。”是的！他懂得我的意思，從(cong) 沒有辜負過我的期望。

　　天宮空間站已經建成，屬於(yu) 中國人自己的“太空之家”在九天之上與(yu) 星辰為(wei) 伴，探索宇宙的奧秘。我們(men) 長征七號團隊使命在肩，今後該型號火箭每年將護送1艘到2艘貨運飛船飛天，為(wei) “天宮”長期運營提供強有力支撐。

　　星空浩瀚無垠，太空探索永無止境。這裏，我想告訴從(cong) 事航天事業(ye) 的青年朋友，航天的舞台很大，可以充分展示你的才華；航天的未來很遠，可以助力實現你的夢想。讓我們(men) 把個(ge) 人的夢想融入時代發展的大潮，在建設航天強國的征程中，建立功勳，成就非凡的人生。

　　(本文作者為(wei) 長征七號火箭總設計師，由林佳昕、楊成根據作者口述整理)中國科協科學技術傳(chuan) 播中心與(yu) 本報合作推出

　　(人民日報海外版)