据新华社消息 ， 4月29日11时23分 ， 海南文昌发射场 ， 我国近地轨道运载能力最大的火箭长征五号B遥二火箭托举着我国空间站核心舱“天和”号一飞冲天 ， 发射任务取得圆满成功 ， 空间站建造转入任务实施阶段 ， 标志着我国空间站时代已经到来 。
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▲ 长征五号B运载火箭飞天瞬间
红星新闻从中国航天科技集团六院获悉 ， 该院为此次发射用火箭提供了全部动力系统 ， 为空间站核心舱提供了用于轨道控制和姿态控制的动力系统 。 “此次任务意义十分重大 ， 是载人航天空间站建设的开局之战 ， 这次长五B遥二成功发射才能保证后续天舟二号和神舟十二号出征 ， 所以我们的发动机必须成功！”航天科技集团六院院长王万军说 ， “国家赋予了我们液体动力人的时代使命 ， 我们惟有成功！”
“大块头”用绣花功
精益求精确保万无一失
据了解 ， 长五B遥二运载火箭是我国近地轨道运载能力最大的新一代运载火箭 ， 近地轨道运载能力大于22吨 ， 主要用于空间站舱段等大型航天器发射任务 ， 它采用无毒无污染的液氧、液氢和煤油作为推进剂 ， 是在长征五号运载火箭基础上改进研制的新型运载火箭 。
和人们熟知的“胖五”有些许不同 ， 长五B遥二运载火箭只有一级半构型 ， 芯一级发动机捆绑四个助推器 ， 2台50吨级氢氧发动机组成的芯一级动力和8台120吨级液氧煤油发动机组成的助推器推举上天 ， 航天科技集团六院为此次发射用火箭提供了全部动力系统 ， 为空间站核心舱提供了用于轨道控制和姿态控制的动力系统 。
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▲ 长征五号B运载火箭点火发射
长征五号B运载火箭副总师陈建华和王维彬负责着火箭助推动力液氧煤油和芯一级液氢液氧大推力发动机的任务 ， 两位总师一致表示 ， 此次发射 ， 无论从火箭本体还是核心舱任务 ， 都对各型发动机提出了严苛的要求 。
长五B遥二飞行过程比“胖五”飞行加速度更大 ， 发动机氧泵入口压力也随之增大 ， 且使用大推力发动机直接将载荷发射到轨道上 ， 对发动机参数准确性和稳定性要求也就更高 。 火箭上的一个助推器直径就与其他现役火箭的芯级直径一般大 ， 如此大块头的火箭 ， 要求研制人员不能有丝毫马虎 ， 任何一个动作、任何一个接口、任何一个参数都不能出现一丁点失误 。
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▲液氧煤油发动机脉动生产现场
六院发动机研制团队以长五B任务首飞成功为基础 ， 加严加细过程管理和人员操作各项要求 ， 不断管理改进过程控制和发动机薄弱环节 ， 进一步提高发动机产品的可靠性 。 发射场质量确认工作也须得有“能绣花”的细致功夫 ， 各系统结合发射场各项测试操作工作 ， 按照地面设备恢复 ， 产品卸船、转载、状态恢复及交接 ， 垂直总装、保留供需及设备装箭 ， 单元测试 ， 分系统匹配测试 ， 总检查测试 ， 舱箭联合操作 ， 垂直转运 ， 发射区测试、操作、加注准备等17个质量确认节点 ， 细化质量确认项目和确认要素 ， 为六院出品的发动机完美执行任务筑造了坚实的质量基石 。
没有备份的核心舱
是对发动机的极致考验
长五B遥二火箭的任务是将空间站核心舱“天和”号推举到预定轨道 。 空间站建设是一个“搭积木”的过程 ， 核心舱是第一个上天的舱段 ， 是整个空间站最基础的部分 ， 自然就可以认为是“第一块积木” ， 起到了十分基础的作用 。 之后所有的舱段都将以此为起点进行叠加 ， 因此核心舱的位置往往也位于空间站的核心部位 。 “麻雀虽小 ， 五脏俱全 。 ”核心舱除含有全套生命维持装置外 ， 还负担了宇航员初期驻留以及科研所需的全部物质条件——从居住区到科研区一应俱全 。
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▲ 空间站核心舱（航天科技集团五院提供）
六院801所承担了核心舱推进与补加系统的设计研制工作 ， 主要包括增压及推进剂输送系统、控制和采集系统、发动机系统和补加系统 。 该所载人航天推进系统部部长顾帅华表示 ， “研制核心舱推进系统 ， 其技术难度可谓是难上加难 ， 既要保证核心舱15年的超长在轨运行时间 ， 又要实现太空燃料补加动作 ， 我们从零起步 ， 一点点向前进 ， 每一次微小的成功都能给团队带来莫大的能量 。 ”
这个由资深专家和青年骨干人员组成的30多人团队 ， 是支撑“天和”号核心舱任务不可或缺的技术力量 。 为了提供更多可靠性、安全性设计 ， 确保核心舱15年“超长待机” ， 团队成员经历了无数次设计、试验、失败、改进 ， 仅压气机长寿命考核这一项 ， 就经历了近三个月的“至暗时刻” 。 在研制进度紧的情况下 ， 研制团队充分发挥年轻、有战斗力的特点 ， 全员开启“白加黑”模式 ， 一项项梳理技术要求 ， 反复测算数据 ， 找准问题原因逐个击破 。
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“‘天和’号核心舱就像我们的孩子一般 ， 出生后还有医疗、教育等等情况要面对 。 往后的15年里 ， 我们要随时关注监测推进系统的状态 ， 在维修状态下 ， 或许还可以进行长时间的延长 ， 让载人航天器成为航天员巡访、长期工作和生活的‘太空之家’” 。 该所载人航天推进系统部部长顾帅华告诉采访人员 。
质量决定成败
他们让发动机“开口说话”
长五B首飞成功至今的360个白昼黑夜 ， 六院发动机研制团队被更为严苛和复杂的生产、检验、试验工作填满 。 为了保证动力产品在发射场和飞行期间实现质量“零缺陷” ， 低层次人为失误为零 ， 确保准时发射 ， 过程完美、结果圆满 ， 六院长征五号B遥二发动机试验队全面固化、细化、规范发射场质量工作 ， 编制了“7+7”发射场质量工作策划 。
“7+7” ， 就是7个重点+7个再确认工作 。 7个重点 ， 即交底充分透彻、操作规范精准、数据判读精细、预案适用完备、流程精细规范、“双想”深入全面、举一反三彻底 。 7个再确认 ， 即技术状态再确认、关键操作分阶段再确认、关键产品质量复查结果再确认、软件质量再确认、极性正确性再确认、全箭“防水、防热、防松”结果再确认、进入发射流程的地面设备质量再确认 。 如此繁杂的质量检查确认工作 ， 已成为靶场试验队的日常 。 为了做好发射场质量确认 ， 试验队员们结合CZ-5B火箭发射场工作流程 ， 在CZ-5遥五发射场质量确认工作的基础上 ， 以表格形式全面固化、细化、规范发射场17个关键节点涉及的质量确认工作 。
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▲液氧煤油发动机脉动生产现场
“发动机好不好 ， 自己会说话 。 我们每天都在寻找质量问题的蛛丝马迹 ， 将复查过程搞得精益求精 ， 确保发动机产品可测可检有依据 。 ”六院11所主任设计师李妙婷每天带着试验队员下大力气深入开展测试数据判读比对分析 ， 针对同一产品开展与出厂前测试、技术区单元测试、分系统测试、总检查、发射区总检查的测试数据的纵向比对分析 ， 同时与本型号合练、遥一至遥五等历次任务的历史测试数据开展横向比对包络分析 ， 重点关注测试数据跳变、畸变及单调变化趋势等 。 针对涉及到产品设计特性的测试数据 ， 相关各方立即召开现场会 ， 共同确认把关 ， 明确判读意见 。
据悉 ， 天和核心舱是我国载人航天工程中第一个空间站核心舱 。 按照空间站建造任务规划 ， 我国将于2022年完成空间站在轨建造 ， 实现中国载人航天工程三步走发展战略第三步的任务目标 。
红星新闻采访人员 任江波
编辑 郭宇
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