“鹊桥”天梯的“四宗最”

　　人民网北京5月21日电 在中国，每年的七月初七是一个让有情人最为欢喜的节日—七夕节，相传在每年的这个时候，数万只喜鹊积聚成桥，为遥遥相望的牛郎织女搭起相会之路，以解有情人相思之苦。而鹊桥，就像月老手中牵系婚姻的红线，因其承载的甜蜜和幸福，让人心生向往。
　　此时此刻，在黑暗的月球背面，一颗承载着中国人美好梦想的卫星正遨游在它的上空，它的名字也叫“鹊桥”。它的存在，为中国人的载人登月梦，架起了一座天地之桥、铺设了一条圆梦之路。
　　搭载“鹊桥”顺利入轨的长征四号丙火箭，其所有动力全部来自中国航天科技集团六院研制的液体火箭发动机。从2006年服役至今，长四丙火箭发动机的征战历程中，有着很多让人叹服的四宗“最”。
　　优中选优，史上“最挑战”
　　每一次发射都承担着历史的重任，嫦娥四号中继星，将为地球和嫦娥四号探测器之间的顺利通讯提供信号转接，发射成功与否，将直接影响嫦娥四号探测器的发射进程。本次发射，对两型发动机提出了更加苛刻的要求，中国航天科技集团明确提出，承担发射任务的发动机所有性能参数不仅必须在包络线范围内，更是必须处于包络线中值，真可谓“优中选优”。
　　以往卫星发射总是在太阳同步轨道运行，离地球的最远距离为2800多公里左右，而这次不同的是，“鹊桥”的最终目的地是位于距离地球40万公里的地月拉格郎日L2点。这样的发射要求，对上面级发动机的滑行和二次启动都带来了新的挑战，从以往的500秒滑行时间增加至800秒，二次启动时间也从原来的30秒左右增加至150秒左右。
　　同时，纵观长四丙火箭的历次飞行，均在太原和酒泉发射场进行，这一次，为了保障最大程度借助地球自转的惯性力，增大火箭发射时的飞行速度，特别将发射地点改到了西昌。
　　全新的工作条件、卫星轨道、发射地点，面对“三新”要求，该型发动机也迎来了最为严苛的挑战。
　　增点研制，史上“最迅速”
　　长四丙火箭的三级动力YF-40系列发动机，研制之初，就创造了我国常规液体推进剂主发动机高空二次启动的“第一”。此前，该型发动机一直采取西安设计、试验，沈阳生产制造的异地模式。2016年12月，为进一步提高产品的稳定及可靠性，该型发动机开始在六院西安地区增点制造。作为一台已经定型并长期参与飞行任务的发动机产品，增点制造，意味着必须快速具备生产能力。而事实上，从增点的前一个月，设计人员才刚刚启动并探索前期组件的生产条件，如此，生产基础更是无从谈起。
　　2017年6月，发动机即将参与首发飞行任务，仅半年时间，在一边研制一边交付的特殊时期，很多基于提升发动机可靠性的改进都呈现出“最迅速”。
　　据设计人员回忆，单单针对一次阀门响应动作慢的工艺改进，从发现薄弱环节、改进设计方案、开展组件试验、分析试验数据、制定考核目标、进行拉偏工况试验等一系列流程，到最后改进产品正式参加地面试验，只用了不到两周时间。而这两周，可想而知，对一个只有5人的设计团队而言，又意味着他们经历了多少个不眠与不休。
　　“成了！”当亲眼目睹地面试验成功时，即便身经百战，他们还是真切地感受到了攒紧的手心里，渗出的汗水和流动的热血激烈碰撞出的苦辣酸甜，而这，或许只有他们自己才能体会的人生百味。
　　2017年，增点制造的该型发动机成功参与两次飞行，2018年，更将承担7次重大飞行任务。
　　整机运输，史上“最折腾”
　　西安，中国航天科技集团六院7103厂，一台宽3.5米，高4.2米，长14米的庞然大车缓缓驰抵厂区，工作人员打开拖车后面的保护罩门，车体边沿，一枚小小的垫片正安静地躺在那里。从西安到宝鸡，一周内连续多次往返近3000公里，经历各种路况颠簸、紧急增减速、各种恶劣天气的行车状态，这枚垫片在最初的位置屹然不动。难道，垫片下面涂抹了强力胶水？
　　长四丙一级火箭，由四台推力为75吨的常规液体火箭发动机并联而成。最初，发动机从出厂交付火箭总体，采用的是铁路运输单机交付，单机经历近一周运输后，装配团队还须在总体单位将四台单机进行并联组装，既费时费力，车皮计划管理上也甚为不便。2013年，7103厂开始论证整机交付方案，即将发动机在工厂完成并联，再直接通过公路运输送抵总体。
　　四台常规发动机并联后直径3.5米、整体高达3.4米，如此硕大的动力系统，怎么实现公路运输？车体不仅容量要够大，车内固定设施、减震系统、恒温恒湿标准更要达标。再者，从西安到总体单位所在的北京、上海，公路里程多达3000多公里，一路车况复杂不说，天气状况更是未可知。每一次交付运输，路上都会遭遇些什么，会对并联状态的发动机造成哪些影响？所有的一切，都要通过公路实况模拟运输来探究。
　　这就出现了开始的一幕场景，垫片的滑落其实只是发动机装车时的一个小意外，然而，如此环境下，垫片还能在原处保持不动，不得不让人感到惊喜。安装在车内的震动监视仪显示，3000公里车程，车体震动量严格控制在1个重力加速度以内。要知道，极限车况和路况下，车内震动常常会高达10个重力加速度。工作人员高呼：我们的减震设施，真是给垫片抹上了强力胶水啊！
　　这样的实况模拟，在整机交付前，实施了多少次，大家早已算不清楚了。每一次模拟，发现新问题，再改进再模拟。从1:1工程样机，到地面试验的真机，再将经过模拟试验的四台真机进行地面热试车考核，方案论证历时数年。
　　2017年上半年，采用公路方式整机运输的常规发动机交付总体，正式应用在运载系列飞行任务中。产品运输时间从之前铁路运输的一周缩短为两天，产品随装随运，非常灵活机动。截止目前，采用该方案交付的发动机产品已经成功参与了30多次飞行任务，在长四系列火箭上也有多次成功应用。
　　箭体检验，史上“最憋屈”
　　伴随长四丙发动机的设计、生产、试验、交付、飞行全流程，质量管理是多个环节的重中之重。即便产品出了厂房，质量检验依然会像“保姆”那般，跟随着去到总体单位和发射场，确认发动机在与火箭合体，甚至是作为箭体的组成部分在塔架矗立时，产品装配所有环节的合理合规。直到发射的最后一刻，发动机在，检验在，因此，说这是“人机合一”，一点都不为过。
　　“下来啦？”这句话，是发射场质量检验听得最多的一句问候，而听到这句问候时，他们常常已经累得全身哆嗦，直不起腰来。
　　100多米高的发射塔架，火箭飞行前的“温馨港湾”，火箭与塔架的搭配堪称“型男组合”。无数次在镜头上凝视这对庞然大物，就已经让人望而生畏。然而，火箭内部，发动机火工品装配是否到位，与其他阀门、线路连接是否准确无误，还得检验说了算。
　　一级舱体，也就是一级发动机的所在地，四台发动机之间，密布着各种管道和线路，空间狭小，已经无法用完整的区域来形容。“这时候，恨不得自己是一汪水，随着里面曲折狭小的空间和缝隙流动起来，那我们干工作可就方便多了！”检验人员调侃道。
　　每次检验，舱体里艰难行动的唯一一名工作人员，要对长四丙火箭一二三级发动机的77个关键连接处进行一一排查，并逐个拍照留存。高难度姿势之下，头戴行灯，或嘴里含着电筒，一只手扶着关键标识，另一只手再操作相机。深蹲、浅蹲、斜蹲…各种姿势，唯一没有直立。在两级舱体行动时，箭体还会时不时出现晃动。试问，一个半小时下来，谁能不哆嗦？但换个思维想想，“最憋屈”也侧面说明了箭体“最苗条”，飞行质量“最有保障”。
　　发动机的研制生产，常常都是一群人的战斗；而到了发射场，一群人就常常化身为了肩负后方希望和重托的一个人。一位常年辗转在各大发射场的试验队员介绍说，他出差最大的乐趣，就是从箭体上收工后，找个没人的角落，在配乐之下，静静地独自朗诵一段自己喜欢的文字。
　　这样的画面，不禁让人浮想联翩，夕阳西下，孤影独吟，回味悠长，一首曲、几句诗，这就是六院人与发动机的“最浪漫”。（何怡）

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