從首飛到復飛、從失利到成功 長征七號A火箭復飛故事
重鑄利箭
長征七號A火箭復飛故事
4月9日7時01分，長征四號乙運載火箭成功將試驗六號03星發射升空，這是長征系列運載火箭的第365次航太飛行。
火箭是航太事業發展的基礎，目前，我國最新亮相的長征系列火箭是“長征七號A”。
3月12日淩晨1點51分，中國文昌航太發射場，隨著巨大的轟鳴聲，一道橘紅色尾焰劃過深藍天際，長征七號A運載火箭劃出一道絢麗的曲線，成功將試驗九號衛星送入預定軌道。作為填補中國運載火箭高軌軌道運載能力空白的新構型火箭，長七A的成功飛行經歷了一些“小波折”。
去年3月16日，長七A火箭未能將衛星送入預定軌道，發射任務失利。隨後，研製隊伍踏上了尋找首飛失利答案的旅程。從首飛到復飛，從失利到成功，在過去的361個日夜裏，他們是如何應對失利陰霾，又是如何重整行裝、逆風飛翔的？
失利——儘快拿到所有遙測數據
2020年3月16日，長七A火箭首飛。
火箭發射前，試驗隊組織了搶險隊，在室外場地隨時待命，以應對射前各種突發狀況。長征七號系列型號辦公室副主任田玉蓉也盯在搶險隊現場。
發動機點火正常，搶險隊任務結束。田玉蓉長長地舒了一口氣，“火箭當時飛得挺好的”。
就在和同事一起回指控大廳的路上，手機響了，“飛行曲線好像有問題。”聽到這句話，田玉蓉的心一下子揪了起來。“腦子一片空白，抬起腿就往指控大廳跑。本來沒多遠的路，但感覺特別長，怎麼也跑不到頭。”
指控大廳裏，試驗隊員們已經聚在長七A型號兩總(總指揮、總設計師)周圍。點火後162秒內，火箭飛行曲線完美，無論是飛行的高度還是速度，都與理論值近乎吻合；飛行到168秒時出現故障，星箭墜毀於太平洋。問題出在哪？
“需要儘快拿到所有的遙測數據。”田玉蓉立刻聯繫發射場的同事。“大家都想儘快找到原因，開展下一步工作。”田玉蓉說，大家隨即開始和時間賽跑，深夜一點多，他們拿到了所有數據。
“我覺得我半年的生命都沒了。”長七A火箭副總設計師馬忠輝說，從跟產到發射，她大半年的心血都花在了這枚新火箭上。
失利猝不及防，當務之急是趕緊找出問題。馬忠輝和專家、隊員們一遍又一遍地看視頻，判讀數據，分析原因；型號兩總組織各個單位確定各自產品的工作狀態……通過連夜分析，大家發現了一個現象：助推器氧箱發動機入口處壓力不足。
為什麼會出現這個現象？它是“元兇”嗎？
歸零——最重要的是找到造成故障的原因
試驗隊回京後，按照當時的疫情防控政策，需要居家隔離14天。時間不等人，隊員們主動提出“集中隔離”要求。
“儘快歸零是我們的責任。”40多名核心隊員在長征賓館住下，每天搭乘班車，往返于賓館和歸零工作地，各路專家、科研和工程技術人員緊張有序地投入到對長七A火箭的故障排查和修復工作。
這是馬忠輝參加工作十幾年來第一次遇到歸零，“將遙測數據與飛行過程中的異常現象關聯起來，通過找到最初的異常現象，定位哪個系統出了問題，再利用試驗和分析判斷引起異常現象的原因，像破案一樣。”馬忠輝說，歸零最重要的是找到造成故障的原因。它不意味著否定以前的工作，而是將技術上做得不到位的地方補上。
逆風飛翔的361天開始了，整個隊伍投入到緊張的歸零工作：每天對著電腦，一遍又一遍地看數據、看視頻，把數據匯成曲線；再進行縱橫比對，分析每一個細節，生怕遺漏某個異常環節，影響故障定位。
首飛過程中，火箭在一級飛行段末期，距離一級分離僅剩下幾秒時間時出現異常。因為熟悉相關技術，箭體結構設計師姚瑞娟主動報名參與歸零工作，“每天判讀數據、開會討論，早的話晚上9點多結束，通常是半夜才能結束。”姚瑞娟說。
當故障問題越來越明朗，並逐漸聚焦到動力系統時，動力總體專業的設計師們心裏五味雜陳。有的人成宿地坐在機房裏看數據，反覆問自己：為什麼沒有考慮到這些問題？
長七A火箭總設計師範瑞祥見此情景，便勸他們：這是專業認識的問題，是大家都沒有認識到的深層次問題，跟個人沒有關係，要正確看待它。
面對這個從未預想到的問題，馬忠輝得出了一個教訓：技術問題是深奧的，我們要敬畏技術，一是要嚴謹，二要驗證到位，千萬不能想當然。
倣真分析定位了故障，但光有理論分析還不夠，要通過試驗加以驗證。歸零時間緊迫，給隊伍提出了高難度的考驗。
火箭的失利飛行視頻，中國運載火箭技術研究院總體設計部三室強度組副組長吳浩看了上百遍。
試驗系統既龐大又複雜，如果出現什麼破壞狀況，沒時間再做新試驗件，直接影響火箭復飛。“剛開始，試驗模型十分龐大，計算一次需要24小時，時間太長，我就不斷重建、細化模型，10天之內開展了近百次的分析，手都變成‘滑鼠手’了。”吳浩說，最終，他們將模型計算時間從24小時縮減到3至4個小時。通過倣真分析，她提出二級發動機機架在異常三級工況下存在破壞的風險。
一石激起千層浪。這個結論一齣，就遭到很多專家的質疑。“我心裏也打鼓，但既然發現了潛在的問題，就要打破砂鍋問到底。”吳浩說，走別人沒走過的路，就意味著要逢山開路、遇水搭橋。
發動機載荷工況眾多，全部因素組合起來多達近百種，而以前試驗的原始工況也就十幾種。吳浩和隊員們通過倣真將近百種工況縮減到10種，最終用14天完成了一般需要兩三個月才能做完的試驗，倣真結果與試驗符合度高達98%。
復飛——打一場漂亮的翻身仗
只有儘快完成復飛，才能鼓舞隊伍信心，從失利的影響中走出來，扭轉被動局面。2020年4月初，完成故障定位後，型號兩總提出：組織長七A火箭復飛任務，2020年底完成產品準備，讓火箭具備出廠條件。
“這是頂著巨大的輿論壓力和生產壓力做出的決定，復飛任務至關重要，必須全力以赴。”范瑞祥說。
工作進度成了擺在研製隊伍面前的最大難題。長七A火箭伺服系統(用來精確跟隨或復現某過程的反饋控制系統)型號主任設計師陳克勤說，生產一發箭，伺服產品從生產齊套、裝配、裝調到驗收交付通常需要半年時間，但為了滿足型號復飛進度要求，一線人員加班加點，這次只用了3個月。
去年4月到6月，伺服機構裝配員趙建華沒有休過週末，一直奮戰在一線。“因為經歷了失利，工作中更加細心，不容一點閃失。”為了更清楚產品狀態，出問題便於搜尋，他每天都要對產品進行詳細記錄，即便是沒有要求記錄的資訊，他也會記錄下來。
在長七A火箭研製過程中，團隊不只準備了一發火箭產品，還進行了28項地面試驗和74項技術狀態更改。除了更改影響飛行的技術狀態，還開展了200多項“三再”工作(再分析、再設計、再驗證)，改進薄弱環節。
斷劍重鑄之日，正是王者歸來之時。2020年12月30日，一枚嶄新的長七A火箭出爐，完成出廠評審。長七A火箭研製隊伍經過300多個日夜的奮戰，踏上了復飛新征程。
組裝完畢的火箭挺拔高大，在完成一系列總裝測試後，就進入發射前的垂直轉運程式。在文昌航太發射場轉運路的盡頭，巨大的發射塔架，張開雙臂將火箭攬入懷中。
望著高聳的火箭，馬忠輝感慨萬千。“航太發射是一個高風險行業，任何一個細小的失誤都會影響成千上萬人的工作。這些工作看似平凡，實不簡單，正是這看似平凡的工作，讓這枚新火箭打了一個漂亮的翻身仗！”
失敗不是“魔咒”，而是推動中國航太發展的“催化劑”；逆境不是絕境，而是磨礪意志的“試金石”。走過“至暗時刻”，迎來春暖花開，以“長七A”為代表的運載火箭、托舉著中華民族追尋星辰大海的夢想奮楫星河。而那些只爭朝夕，不負韶華的航太奮鬥者，以“敢於戰勝一切艱難險阻、勇於攀登航太科技高峰”的精神，助力中國航太走向宇宙更深處。
◎連結
長七A火箭，是在長征七號火箭的基礎上，與長三甲系列火箭三子級組合形成的三級半火箭，是新一代中型運載火箭的主力構型，填補了我國運載火箭地球同步轉移軌道5.5噸至7噸運載能力的空白。
長七A火箭繼承了長七火箭和長三甲系列火箭的技術基礎，採用“通用化、系列化、組合化”設計理念，有利於火箭組批生產，支撐未來該型火箭的高密度發射。根據目前任務安排，長七A火箭2025年前任務飽滿，每年將執行3到5次發射任務。後續，長七A火箭還將根據任務需求，研製更大直徑整流罩構型，改造後既可執行零度軌道傾角衛星發射任務，也可執行探月、探火和小行星探測等深空探測任務，為我國航太強國建設提供重要支援。(本報記者 柴雅欣)
