10月16日 ， 长征二号F遥十三运载火箭成功发射神舟十三号飞船 ， 中国空间站迎来新“出差”三人组 。 电视直播画面显示 ， 三名航天员在升空时神态比较放松 。
这样轻松的画面 ， 不禁让人想起中国首位进入太空的航天员杨利伟曾经历的“难以承受的”26秒 。 在《太空一日》一文中 ， 杨利伟回忆称 ， “痛苦的感觉越来越强烈 ， 五脏六腑似乎都要碎了 。 我几乎难以承受 ， 觉得自己快不行了 。 ”
让杨利伟“难以承受”的源头是共振 ， 这曾是一个世界级的航天发射难题 ， 不仅中国研制的火箭有这个问题 ， 国外的火箭也有 。 早在20世纪60年代 ， 美国大力神火箭在发射过程中 ， 就曾经出现过持续30秒的振动 。 法国的火箭也曾经出现过类似问题 ， 卫星寿命因此受到影响 。
如何让中国航天员不再承受这样的痛苦 ， 消除火箭飞行失败的隐患？要解决问题 ， 就要先知道问题根源是什么 。 中国航天科技集团一院所属北京强度环境研究所试验人员经过测算、分析后认为 ， “病根”可能出在氧化剂上 ， 当氧化剂中燃料的振动频率和火箭结构的振动频率接近的时候 ， 很可能会发生结构与液体耦合的发散振动 。
在理论分析后 ， 该所试验人员随之进行全箭模态试验和氧化剂管路液体特性试验 。 试验时 ， 试验人员先向一个燃料管里注入燃料 ， 然后给燃料管加载不同频率的振动 ， 观察燃料的振动频率 。 如果试验室数据与全箭模态试验数据相吻合 ， 就能证明试验人员的推断是正确的 。
经过半年多的调查、分析、计算等 ， 试验人员最终得出结论 ， 问题就出在火箭产生了POGO振动 。 这一结论印证了他们之前的推测 。
在找到问题根源之后 ， 一院研制团队进行改进 ， 原本长征二号F遥五运载火箭的助推器蓄压器上装有两个膜盒 ， 到了长征二号F遥六运载火箭时 ， 膜盒减少至一个 。 这种改进成效明显 ， 长征二号F遥六运载火箭发射“神舟六号”飞船时 ， 振动量级和振动时间都减小了 ， 航天员反映振动轻多了 。
“轻多了”意味着研究方向是对的 ， 可问题并未完全解决 。 为此 ， 研制团队继续优化设计 ， 将助推器蓄压器改成了“变能量蓄压器” ， 在不同飞行时段采用不同PV值的蓄压器 ， 该装置能够吸收燃料振动时产生的能量 ， 改变燃料的振动频率 ， 火箭就不再产生POGO振动 。
长征二号F遥七运载火箭发射 “神舟七号”后 ， 航天员聂海胜反馈称 ， “我们乘坐的火箭非常舒适 ， 几乎感觉不到振动 。 ”短短的一句话意味着一院已经攻克了共振的难题 。
【试验|杨利伟“难以承受的”26秒，中国火箭研制团队攻克了】航天员在飞向太空时的生命安全与火箭密切相关 ， 从“难以承受的”26秒到“几乎感觉不到振动” ， 这背后是火箭研制团队的严谨分析、长期努力和不断突破 。 （马帅莎、郭超凯、王莹）
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