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“胖五”发射失败内幕公开 胖五 失败

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胖五失败(“胖五”失败发射内幕公之于众)
在中国航天60多年的发展历史中，从未有过这样一枚火箭引起人们的关注和担忧 。
有人说，它的成功至少关系到未来20年中国航天事业的发展 。
是目前我国运载能力最大的长征五号运载火箭 。
从2017年7月2日长五遥二失联，到2019年12月27日长五遥二发射成功，用了908个日日夜夜 。钢铁工程师的长武开发团队经历了什么？
2018年4月16日，国防科工局发布消息称，长征五号遥二火箭飞行故障原因基本查明 。故障来自火箭的液氢液氧(YF-77)发动机，长征五号工程研制团队正在全力落实故障改进措施 。
发动机是火箭的心脏，涡轮泵是发动机的心脏 。它通过高速旋转给来自贮箱的液氢和液氧加压，然后供给推力室，使它们混合燃烧，产生巨大推力托起火箭飞行 。涡轮泵是长五遥二火箭归零的“关键” 。
涡轮，长征五号运载火箭核心级YF-77液氢液氧发动机上唯一的高速旋转装置 。很快，它将在最高温度900开尔文(626.85摄氏度)、力学环境极其复杂的热环境中，以每分钟近2万转(约每秒333转)的速度旋转 。
在此之前，3台YF-77发动机已经进行了15次试验，全部顺利通过考核 。这一次，它将在地面最恶劣的工作条件下接受一次“附加测试”，迎来500秒的长距离试跑 。发动机的研制者，北京十一院的研制者，也在高负荷运转 。没日没夜的加班甚至让人精神面貌出现“异常”，已经持续一年多了 。所有人都希望这500秒是黎明前最后的黑暗 。
试车开始没多久，氧气涡轮泵局部结构断裂，“心脏”停止跳动 。这是我国现役最大运载火箭长征五号发射失败后的首次发动机地面试验失败 。此时已是2018年11月底，北京的冬天已经到来 。
长征五号火箭副总设计师王卫斌曾将YF-77发动机归零视为“在黑暗中探索” 。谁也没有料到夜晚会如此漫长 。
YF-77氢氧发动机正在测试 。
一个
“我的心像被击中了一样”
2017年7月2日，黑夜以迅雷不及掩耳之势降临 。
那天晚上，长征五号火箭副总师王卫斌感觉像坐了一次过山车，车终于跌到了谷底 。巨大的长征五号静静地立在城楼上，媒体架起摄像机，普通人在电视机前等待 。发动机点火正常 。点火170秒后，4个装有液氧煤油发动机的助推器完成任务，成功分离；46秒时，发动机提前失速，问题出在核心第一级的一台YF-77发动机上 。王卫斌感到浑身麻木 。“我的心像被击中了一样” 。
北京主推进发动机设计部主任郑大勇接到研究所的电话，听到的第一句话是“发动机转速没了” 。
郑大勇赶到单位 。一群人聚集在北京东部高地的测控大厅里 。全部被电话“召回”，聚集在一个地方，盯着屏幕看初级引擎返回的数据，现场一片寂静 。
多年的经验和初步分析的结果基本一致:火箭核心一级发动机的问题比较大 。但屏幕上的数据只能描绘出问题的大致轮廓，不足以准确找到病根 。
发动机出现故障后，长征五号火箭偏离轨道，坠入太平洋 。没有残骸就看不到症状，也不能吃药 。与此同时，舆论通过网络迅速发酵 。甚至有网友评论:中国航天进入黑暗时刻 。
在北京家中观看发射现场直播的武平和在海南文昌发射场的王卫斌仍然恍惚地回忆着那个夜晚 。卫斌与吴结婚32年，她也在京十一院一起工作了30多年 。她很了解王卫斌，在发射失败后没有立即联系他 。“我唯一能做的就是等待 。”武平说 。
失去联系几天后，她等待着来自王卫斌的第一条消息——“马上登机” 。几个小时后，王卫斌抵达北京，再次“失去联系” 。他直到半夜才开门 。
2
“重复失败太难了”
从那天开始，吴平已经“等”了将近两年 。当王卫斌早上出门时，他经常在午夜后才回家 。如果晚上12点人还没回来，吴萍就先睡觉了 。虽然他们在同一个研究所工作，但他们只是路人 。
和王卫斌一起的，还有一大批YF-77液氢液氧发动机研制人员，以及航天科技集团一院、火箭发动机总体研究单位、航天科技集团六院的研制人员和国内知名院士、专家...
长征五号遥二飞行失败，全身发射 。整个航天科技集团乃至国家有关方面开始痛定思痛，在全面反思中前行，在质量整改中蓄势待发，为下一次腾飞做准备 。
在六院，这是一场全员的战斗 。“一定要集合全院的力量，凝聚共识，攻坚克难，排除故障，用鲜血复活氢氧发动机！”刘志让院长向全院模范战线下达了院长责任令 。
对于当事人来说，这种极其艰难的归零，始于“先天不足” 。火箭残骸沉入深海，研制人员掌握的数据远远不够 。
“我尝试了许多方法来尽可能收集数据，但我一直无法准确定位故障 。重蹈覆辙太难了 。”年轻的涡轮泵设计师黄回忆说 。从各级领导到各路专家，陆续来到北京11家，大家只是大致锁定了氧气涡轮泵的故障 。
液-液氧发动机的涡轮泵，一端是极低温泵，另一端是高温涡轮，使得发动机工作时涡轮泵的受力特别复杂 。在高速旋转中，它负责传递动力，将热能和动能转化为机械能 。一开始，科研人员从工艺层面“加固”涡轮泵，黄解释说:“主要是一些局部的改进 。”
归零进度缓慢，不时有很多人的关注和询问，开发者往往只能沉默应对 。家里的老人已经一个多月没有见到王卫斌了 。最后，王卫斌带着空回来吃饭，老头很惊讶，“你现在怎么跟我一样穷？”
【“胖五”发射失败内幕公开 胖五 失败】三
“这些人已经为长武耗尽了心力”
胡朋的妻子尚蕾也在归零工作最紧张的时候陷入了崩溃 。胡朋去海南文昌，老父母不在家，单位进行保密检查，装修师傅让尚磊上门看漆 。孩子晚上等不到妈妈，连续打了20多次电话 。不知所措的尚磊回到家对儿子发火了 。
胡朋在模型办公室工作 。工作上不能见面，家里不能说几句话 。经常是胡朋接到一个电话，然后一口气拨几个电话 。“接电话是任务，拨电话马上执行 。”尚磊说，有时候她想和丈夫聊聊天，但他已经穿好衣服准备出门了 。
王卫斌的血压开始上升，由于严重的痛风，他的双腿失去了活力 。有一段时间，他只能一瘸一拐地走向会议室 。有时候，赶上出差，他坐早上六点的飞机离开北京，然后坐半夜的红眼航班回来，吃了点安眠药，第二天就出现在发动机试车现场 。
吴平再也坚持不住了 。
——“我不问工作，只希望你能多睡会儿 。”
——“我也想有个伴 。”
——“你怎么生病跑了？你连自己都管不好！”
吴平的语气渐渐加重，这个在同事面前温文尔雅的安徽汉子开始生气了 。
——“你不懂，你还是不懂我 。”
——“你就不能对我耐心点吗？”
平时说话客气的夫妻俩，吵起架来，搅乱了平静的生活 。
偶尔，当呆在家里时，王卫斌也沉默不语，思考归零 。长耀二号飞行失败，是YF-77发动机研制人员心中的一道伤口 。大家都变得比过去敏感了，尤其不希望伤口被触碰，家人也不例外 。
连六院的人都清楚，这也是关系到中国航天未来的最后一搏 。要让各方放心，就要把所有隐患都“干掉” 。
“其实我只是希望他能安心睡觉 。”归零期间，吴平尽量不去打扰王卫斌，只想让他找时间多睡一会儿 。她最大的愿望就是，退休后，他们可以手牵手，过自己的生活 。几十年来，两人都没有一起出去度假过 。归零后，王卫斌也不参加家庭聚会和朋友聚会 。
武平说:“这些人为了五年级已经用尽了力气 。”
四
“是不是我们的设计方案先天不足？”
长征五号火箭总指挥王珏，曾任航天科技集团六院北京十一所老所长 。大学毕业后，王卫斌来到这个单位，日夜陪伴着发动机产品 。后来和王珏一起参与了长征五号火箭的研制 。
从1995年大型运载火箭使用的液氧煤油发动机和液氢液氧发动机正式进入项目预研阶段，到2016年长征五号首飞，中国第一枚大火箭已经走过了30年的风雨历程，一代人已经从青年变成了白发苍苍 。
57岁的王卫斌说，YF-77是中国研制的第一台大推力液氢液氧发动机，目标推力是当时现有氢氧发动机的9倍，技术跨度大 。多年来，我们克服了许多困难，如技术、人才、资金、条件等..没有经历一切都是困难的，这是很多外人无法理解的 。
2018年11月地面试验失败后，YF-77发动机研制团队开始了第二次归零，开展了一系列理论计算、实验验证等工作 。与此同时，发动机产品的生产、交付、测试、优化齐头并进，一切井然有序 。
大家觉得故障位置应该没错，就在氧气涡轮泵的局部结构上 。
北京十一所涡轮泵设计部主任金解释说，发动机启动后，涡轮泵可在一秒钟内达到工作速度 。高温高速下，“从开裂到断开是一眨眼的事” 。很快，涡轮泵的局部结构被破坏，发动机关闭 。
在这种理解下，第二次调零按计划进行 。一个周末，王卫斌一反常态地对吴平说:“我们去散散步，换换脑子 。”这是王卫斌漫长的归零之路开始以来第一次邀请妻子 。两个人在小区外的街上走来走去 。
第二次归零于2019年4月结束 。用设计者的话说，涡轮泵这次经历了“大改变”，其实是对其局部结构进行了修改 。每个人都充满信心，一定会赢 。长征五号长征三号火箭的发射也定于2019年夏天 。
改进的发动机已经试验了三次 。前两次一切正常，离成功只有一步之遥 。在最后一次试车中，氧气涡轮泵仍然出现了裂纹，这导致、金等人崩溃 。
4月4日，清明节的前一天，晚上10点半，王卫斌接到一个电话，报告氧气涡轮泵出现故障迹象 。一些年轻的设计师抓住了这一“异常” 。就像换了一个放大倍数更高的放大镜，让以前看不到的隐患显露出来 。
课题组的第一反应是不敢相信，眼前的希望变成了极大的失望，信心所剩无几 。“是不是我们的设计方案先天不足？”让失意的设计师开始怀疑一切，否定自己 。
五
加长发动机ID上的数字
一个产品通常有几个R&D方案 。经过反复论证，选出最好的，然后开始生产 。连续的失败让大家开始反思——对“什么是最好的”的理解会改变吗？生产条件、机械和热环境约束等 。，都在不断变化 。当时考虑的最佳方案，现在会不会带来一些新的问题？是继续用之前的方案还是改？
问号堆积在每个人的大脑里，压迫着他们 。金也开始怀疑当初他引以为傲的设计方案 。“也许我们没有想清楚” 。
通常情况下，火箭发动机需要一个巨大的涡轮泵将燃料压入燃烧室，其重量通常占火箭发动机的一半以上 。在满足火箭总体方案的条件下，设计师对涡轮泵进行了优化设计——尽可能做到轻、小 。
这正是问题所在 。“追求性能，设计过于优秀，可靠性却降低了 。”金雷枝说道 。
同样的YF-77发动机，同样的涡轮泵，为什么长征五号火箭首飞前发动机试车三万秒，却没有问题？黄和其他设计师的理解是:“这是一个概率极小的事件，但它偏偏就曝光在了姚二身上 。”失败后的前两个零，设计师延长了试运行时间，收紧了环境条件，问题再次暴露 。
今年4月第二次归零时，长征五号箭已箭在弦上，依然无法发射 。开发人员召回发动机并仔细测试 。金说，认知边界扩大后，设计者决定用分体结构取代原来的整体结构，以提高可靠性 。
自诞生以来，I-火箭发动机积累了大量的试验时间 。这个车型生产了多少台发动机，每台发动机测试了多长时间，这些都累积起来形成一串数字，成为证明发动机性能的ID 。就像军人的肩章一样，一眼就能看出军衔 。
YF-77氢氧发动机正在测试 。
在我国新一代运载火箭发动机中，液氧煤油发动机地面试验时间累计超过7万秒 。在国际上，美国的SSME发动机在首飞前已经进行了超过10万秒的测试 。到目前为止，YF-77发动机已经超过30台，地面试验总时间为50000秒 。
在火箭发动机领域，试车时间并不是唯一的硬性测试标准 。北京的11位设计师给出了一个可靠性模型 。该模型考虑了试运行时间、试运行次数、技术状态、试运行失败等诸多因素 。，并综合计算评估分数 。YF-77发动机在考核得分达到97.5分时可以首飞 。
同时，专家也认为，未来YF-77发动机“可靠性增长工程”推广时，地面长途试验一点也不能打折扣 。在彻底根除氧气涡轮泵的“根本原因”后，研究小组还希望加长YF-77发动机ID上的编号 。
今年7月，YF-77氢氧发动机调零后进行第三次测试，共测试7台发动机 。其中3台是地基研究发动机，2台用于长征五号长征三号火箭发射，2台用于明年长征五号乙长征一号火箭发射 。所有发动机都顺利通过了检查 。9月，长征五号二火箭通过零评估 。紧接着，长征五号遥三火箭劈波斩浪1670海里，12月27日，箭在海南 。
喷口喷出的火焰跳了起来，黑夜里沸腾了一个洞，一枚大火箭飞出了地球，一批航天员走出了人生最黑暗的时刻 。

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