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神舟九號即將發射,執行我國首次載人空間交會對接任務。運載神九的是改進型長征二號F火箭,這將是改進型“長二F”的第3次飛行,也是首次載人飛行。時隔4年,神舟再度“載人”,而且首次有了女航天員,作爲天地往返工具的火箭,成爲扣人心絃的首要環節。
從火箭點火到飛船入軌,前後也就十多分鐘,但這是航天員進入太空的第一步,也是危險性較大的一個環節。這枚“神箭”是怎樣保障載人飛行安全的?火箭總指揮劉宇和總設計師荊木春對此進行了詳解。
與“神八”火箭同一批次生產
因爲載人,一切都變得不同尋常。
就連劉宇也說,當他走進發射“神舟九號”的改進型長二F火箭廠房時,整個人也變得興奮起來。
正常情況下,一枚長二F火箭的生產週期需要3年。在去年首次交會對接任務完成時,發射神舟九號飛船的改進型長二F火箭就完成了產品生產、驗收和綜合試驗。
“天宮一號”、“神舟八號”、“神舟九號”3個任務如此靠近,意味着載人火箭迎來了一定程度的高強密度發射時代。那麼,工程部門該如何應對?首要之招便是組批生產。
“組批生產既能滿足高密度發射的需要,又可以避免火箭多種狀態,便於對產品質量進行統一控制。”作爲組織管理的“第一責任人”,劉宇對這一方式已不陌生。
幾年前,爲了完成首次空間交會對接任務,火箭研製隊伍一次性地投產了5枚火箭。其中,2枚用於發射目標飛行器(含一枚備用),3枚用於發射神舟飛船。“神九”發射前,5枚火箭已經發射了2枚。發射前兩枚火箭的表現好壞,直接能夠反映“神舟九號”用火箭的狀態。
“神舟八號”發射完,火箭設計師系統地對飛行數據進行了評估。數據表現非常完美,表明了相關技術和狀態得到了初步驗證。因爲屬於同一批次,各方都認爲,“神舟九號”的火箭可以承擔載人飛行任務。
改進型長二F只飛過兩次
儘管如此,但以劉宇、荊木春爲代表的火箭研製團隊,仍然希望能夠讓火箭在無人狀態下再飛行一次,因爲載人飛行要求萬無一失。那麼,飛行試驗做得越充分,成功的把握就越大。
“去年發射‘天宮’、‘神八’時,我們一直是按照首飛的要求進行的。”劉宇口中的“首飛”,是個行業術語,指的是航天型號首次飛行。通常情況下,首飛型號要比常態型號經歷一道又一道更加複雜、嚴格的質量控制。
“改進型長二F火箭只進行過兩次飛行,次數比較少。在飛行充分性不足的情況下,我們只能通過測試的覆蓋性及嚴把質量關等工作來彌補。”荊木春表示。
與前兩發火箭主要對新技術和較大技術更改進行風險分析、控制相比,即將執行“神舟九號”任務的改進型長二F火箭技術狀態基本固定,質量控制的重點是產品本身。
火箭總指揮、總設計師等人認爲,要進一步加嚴質量、提高可靠性,就要在出廠測試階段下工夫。這也是將質量控制點前移、把問題解決在出廠之前的關鍵環節。
火箭出廠之前,火箭團隊進行了充分的加電測試,儘可能多地暴露問題。同時,火箭還進行了充分的地面試驗。不僅如此,火箭系統還提出了加嚴控制要求,超出誤差的範圍被進一步縮小,產品的精度和性能更好。
質量超越“天宮”火箭
“從管理要求、標準上講,這枚火箭在量化、細化、深化上做的工作更多。”荊木春說,量化、細化和深化是火箭研製人員控制產品質量和可靠性的重要舉措。
如同“首飛”標準帶來的劇增工作量,“三化”標準同樣給研製人員增加了大量的工作。以前2枚火箭爲例,在試驗場期間的複查報告就有5大本。
經過一系列質量加嚴控制措施,火箭於4月份通過了出廠評審。專家表示,根據火箭的評定結果,這一枚火箭的質量和水平不低於“天宮一號”、“神舟八號”的火箭,有些方面還要更好。
5月5日,執行我國首次載人交會對接任務的神舟九號飛船發射的改進型長征二號F發射試驗隊從北京出征。
“改進型長二F火箭即將開始它最閃耀的生命之旅。一分耕耘,一分收穫,我們將在過程完美的基礎上,實現結果圓滿。”這是出征儀式上劉宇激動的話語,同樣是千千萬萬航天人的願望。
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