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刘竹生:见证载人神箭开局、发展、腾飞

作者: 赵磊 来源: 中国日报
2021-10-21 20:55 
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中国日报10月21日电(记者 赵磊)几天前,我国在酒泉卫星发射中心用长二F火箭成功发射神舟十三号载人飞船,新“太空出差三人组”进驻空间站。

当长二F火箭矗立在发射塔架上,电视机前,82岁的刘竹生院士看到它,就像自己的孩子般亲切。虽然隔着屏幕,还是会不由自主地手心冒汗,只因四个字——人命关天。

刘竹生在酒泉卫星发射中心长征2F火箭前。 郭嘉瑞 摄影

“载人成功了,那才叫成功”

有着“神箭”美誉的长二F火箭是中国的第一型载人火箭,于1992年立项研制。在该型火箭研制初期,发射 “神舟一号”到“神舟六号”飞船期间,刘竹生曾担任火箭总设计师,全面负责载人火箭的研制工作。

在刘竹生的火箭生涯中,经历过不少大风大浪。但 “载人”,就好似一把悬顶之剑,成败之间,乃生命之重。这份提心吊胆,还要从20多年前说起。

“发射‘神舟一号’之前,一次航天员到火箭总装厂参观,我做讲解。那时我就感到,这些航天员都是年轻人中的精英,载人发射可不容有失,这个压力从来没有过。”刘竹生回忆说。

1999年,中国第一艘无人飞船“神舟一号”发射升空。“那一次的心情,一半是希望成功,一半是希望暴露问题,好到载人前把它消灭了。”刘竹生说,在载人发射之前,有两次合练、一次零高度试验、4艘无人飞船发射。

每次成功之后,欢庆的气氛总是归于寂静。刘竹生和队员们说:“厉害的还在后头,载人成功了,那才叫成功!”

2003年10月15日,长二F火箭将中国第一名航天员杨利伟送上太空。一飞冲天,千年梦圆,祖国各地沸腾了!

在火箭发射测控大厅,刘竹生激动而紧张。至今,他还清楚地记得当时的情景,火箭发射前他摸了摸自己的脉搏,一分钟跳一百多下,而测控显示屏幕上航天员的曲线,一切正常。不禁感叹:“专业训练过,就是不一样!”

航天人有句话,叫心与火箭一起飞,或许干了载人航天,更能理解这份牵挂与相随。

“载人火箭是拿着双层‘放大镜’找问题”

长二F火箭脱胎于长二捆火箭,有了大推力捆绑火箭,将人送上太空才有了可能。刘竹生就亲历了每一发长二捆火箭的发射。那时,一门心思就是想把中国的火箭打入国际市场,挣外国人的钱。

苦战长二捆,可谓一波三折、步步惊心,刘竹生从未想过,这一步步的攻坚克难,不仅是挣了外国人的钱,也让中国人的飞天梦越来越近。

从外形上看,长二F火箭是在长二捆火箭的基础上增加了一个逃逸塔,用于航天员逃生。但为了确保安全可靠,长二F火箭从轨道、气动、载荷、环境等等各方面全部进行了重新设计。

“我干了一辈子火箭,自信在火箭设计的大方向上不会出问题,关键是能否在细节上做到精益求精。”刘竹生说,载人火箭对质量的要求几近严苛,可以说是拿着双层“放大镜”找问题。

“比如,一个仪器合盖的操作工序,设计、工艺、工人、检验都要确认一遍,没问题才能合盖。载人火箭的生产,每一步都是可追溯的,拧一个螺钉都要知道是谁拧的。”

“世界上有那么多火箭,为什么载人火箭只有几个?”

载人火箭的关键是确保航天员的生命安全,因此对可靠性和安全性要求极高。

按照设计指标,长二F火箭的可靠性达0.97,安全性达0.997。简单地说,就是发射100发,失败不能超过3发;在这3发可能的失败中,危及航天员生命安全的概率小于0.003,这在国际上也处于领先水平。长二F火箭的安全性和可靠性,研制人员仍在不断地改进完善,目前安全性已经达到了0.99996。

而可靠性和安全性又是什么关系?是不是可靠性越高,安全性也越高?

刘竹生打了一个形象的比喻:“就像一个房间,门锁增加到两道、三道,对防止小偷进来更可靠了。但这个房间要是发生火灾,锁越多,就越难逃出去,反而不安全了。”

看来,火箭可靠性越高,并不代表安全性一定高。而要保证火箭既可靠、又安全,需要经过大量的试验。这也是载人火箭的极端复杂性和特殊性所在。

“比如一个仪器设备,飞行只有10多分钟,但我们要做500多个小时的试验。所以,世界上有那么多火箭,为什么载人火箭只有几个?其主要原因是没有一定的国力,一般是搞不起。”刘竹生说,目前,除长二F火箭外,世界上现役的载人火箭还有俄罗斯的联盟号和美国的猎鹰9号。美国的航天飞机出过两次严重事故,再加上成本居高不下等原因,最终也退役了。

“美苏都搞过载人火箭,中国为什么还要搞?”

在载人航天工程实施初期,有不少人不理解,美国、苏联早已搞出了载人火箭,中国再搞有什么实际意义?

当时,就连刘竹生的家人也曾问过同样的问题,他总是急切地说:“载人航天是人类进入太空的第一步,而无论建空间站、载人登月、载人登火,首当其冲要有载人火箭。”

“空间站上开展的都是高精尖的试验,这恰恰是衡量一个国家基础学科发展的关键。真正的基础在哪里?在天上、在海里。”

刘竹生说,太空拥有地球上所没有的或难以达到的环境条件,如失重、高真空、宇宙辐射、超低温和超洁净等,人类可以在太空研究地球上解决不了或很难解决的很多问题。“别人搞了,我们没有亲自搞,很多细节就不知道,人家也不会告诉你。”

“赶快把年轻人提上来,把我换下去”

飞天圆梦,这并不是中国载人航天工程的终点,相反,恰恰是第一步,后面还有第二步、第三步。而在“神舟五号”载人飞船发射成功之后,刘竹生主动要求辞去总设计师的职务。在他看来,不是功成身退,而是自己在研制队伍中有点“孤独”了。

那时,长二F火箭队伍进行了人员调整,几乎全都是年轻人,只有刘竹生一位老将继续担任总设计师。

“原来,很多技术人员跟我都是同龄人,讨论问题从来没有那么客气,没有人因为我是总师就不提了。等这些老同志一退休,一开会,都是年轻同志,有意见也不好意思直说,都是听我说。”

这哪还是技术民主?刘竹生有点闷闷不乐了,在他看来,一个没有争论的团队,没有战斗力。

“这么复杂的问题叫我一个人说了算,很危险,一个队伍里没有争论,技术搞不好,得赶快把年轻人提上来,把我换下去。”刘竹生说,搞载人航天的目的,其中有一条就是培养跨世纪载人航天人才,未来是属于年轻人的,这才符合历史规律。

“POGO问题惹不起,但躲得起”

经过上级领导的一再权衡,给出了明确答复:“以大局为重,主动要求退下来,这种精神值得赞扬……但长二F火箭第一次载人发射刚刚结束,有些技术问题还亟待解决。”

刘竹生点点头:“好吧,我再干一阵子,扶上马再送一程。”

这个亟待解决的问题,就是很多人熟知的POGO振动问题。那时,这个问题是怎样发现并解决的?

刘竹生回忆,杨利伟回来后,感到起飞后不久心脏非常难受。而研制团队拿到振动曲线时,并没有发现问题。后来又做了很多试验,包括训练员和飞船上的座椅联合做全程试验,也没有什么不舒服。

那么,杨利伟上天时为什么会难受?这仿佛成了一个谜。“后来,我们又去找医生,医生断定这肯定不是正常现象。”

于是,研制团队分成几个组来攻克,发现了一个纵向耦合振动问题(即POGO振动),也就是火箭的4个助推器和芯一级在有过载情况下的某个时段共振起来。

研制人员还查看了国外的资料,发现他们当年搞的火箭也存在共振的现象,只不过振动出现在较高频率,大约30赫兹,与宇航员的眼睛发生了共振,导致视力模糊。而我们火箭的共振是在低频,7赫兹到8赫兹,这正是心脏的固有频率,当飞行到这个量值时,心脏也振起来了。

“POGO问题解决起来很麻烦,惹不起,但躲得起,我们的办法就是让振动岔开,不产生共振。直到发射‘神舟七号’,这个问题彻底解决了。”刘竹生说,如今,航天员乘坐长二F火箭,更舒适、更可靠。

空间站时代,神箭战犹酣。距离载人神箭的开局,转眼已是20多个春秋,对刘竹生来说,这枚火箭亲若子女,熟若战友。

十月的酒泉,胡杨一片金黄,这一切仿佛如昨。而在“特别能吃苦,特别能战斗,特别能攻关,特别能奉献”的载人航天精神指引下, 眼前的长二F火箭已经从当年的一纸蓝图成为了一枚明星火箭,乃至“神箭”。16次腾飞,成功率100%,将13名航天员送上太空。

一代人的执著和钻研,让中国有了第一型载人神箭,而这份传承,生生不息。如今,新一代载人火箭开始擘画,载人登月,未来可期!

【责任编辑:齐磊】
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