北斗推迟发射的真相,惊心动魄的七天经历

来源:宇航科普

北斗推迟发射的真相,惊心动魄的七天经历

今日(6.23)上午,北斗三号最后一颗地球静止轨道卫星由长征三号乙运载火箭顺利发射,进入预定轨道,发射任务取得圆满成功,标志着北斗三号全球星座部署目标提前半年全面完成!

此次发射原定于6月16日上午,但在当天清晨6点多时,官方宣布因故障推迟发射任务,但未说明具体原因,令所有关心国家航天事业的网友忧心,一时间各种阴谋论甚嚣尘上。

直到今天重启发射任务,圆满成功后,中国航天科技集团终于公开了背后的秘密,为公众揭晓了疑惑。

让我们一起来看看,在这争分夺秒的7天里,北斗和他的创造者们都经历了些什么?

北斗推迟发射的真相,惊心动魄的七天经历

北斗成功发射(图片来源:新华网)

发射前夜、异常突现

发射前一晚,火箭已按流程完成推进剂加注,开始射前各项功能检查。发射测试大厅内,所有工作人员都坐在自己岗位上密切地观察数据。

20:00左右,航天科技集团六院(中国航天推进技术研究院,我国液体火箭发动机研制龙头单位)的设计师发现:三级发动机一个减压阀压力数据出现异常,与正常数值偏离了一点几的读数。

但这一细微异常立刻引起了设计师的高度注意,“航天质量无小事”,任意细微故障都有可能扩散为重大事故!

北斗推迟发射的真相,惊心动魄的七天经历

三级发动机所在位置

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CZ-3B整体布局

紧急排故、快速定位

经过快速的现场排查,首先否定了测量设备的故障。测量设备正常,说明肯定是产品本身出现了质量问题!

20:40左右,运载火箭“两总(型号总指挥和总设计师)”立刻召集相关技术人员召开紧急会议,研究处置对策。

北斗推迟发射的真相,惊心动魄的七天经历

当晚的现场紧急会议(图片来源:中国航天科技集团)

久经沙场的团队很快达成共识:首先尽快定位故障,确定是否阀门故障;其次,定位明确后尽快实施更换维修,尽力保证第二天的正常发射!

航天科技集团一院(中国运载火箭技术研究院,我国运载火箭总体设计龙头单位)的技术人员迅速梳理出排故流程。

操作人员按流程爬到发射塔架上,进入火箭舱体中对减压阀进行检查,而此时,火箭内部已加注了几百吨的有毒有害燃料!

消息从塔架传来:检察人员在减压阀壳体上发现了一处鸡爪形的细小裂纹!现场所有人都惊出了一身冷汗!

临危不乱、果断决策

笔者多次强调:航天任务,质量无小事。

找到故障零件以后,并不是简单的把它更换掉就可以了,而是必须要搞清楚故障产生的根本原因和过程机理。

比如现在发现了阀门有裂缝,为什么会有裂缝?裂缝是如何发展的?是材料问题、工艺问题、安装问题、设计问题还是生产问题?个体问题还是批次问题?换一个新的上去还会继续出现裂缝吗?

分析出原因后,还要再次进行试验,把故障重现出来,才能真正定位故障原因。

这就是航天所谓的“归零”质量管理要求。

前线人员通知后方:

1、立刻准备替换产品,检查其工况,以满足任务要求;

2、立刻对同批次所有产品开展设计、生产、检验的全过程核查;

3、立刻对同批次产品开展抽检试验,以图“复现故障”。

此时,已经临近12点。

后方消息很快传来:

1、替换件经检测状态正常,具备更换条件;

2、同批次产品抽检试验已成功复现故障,基本可初步定位故障原因。

虽然经过连夜作战,故障初步排除,但“严慎细实”的航天人并没有做出草率决定仓促发射,本着“不带隐患上天”的原则,经团队研究、报请各级领导后决定:发射任务推迟

当天清晨6点左右,媒体发布了这一消息。

此时,试验队员才拖着疲惫的身躯回到驻地,稍作休整后,马上又要迎来白天的高强度工作!

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特别能吃苦、战斗、攻关、奉献的中国航天人

彻底归零、万无一失

了解中国航天型号研制的朋友一定知道,“归零”是中国航天质量管理措施的一大特点,正是这一独特措施保障了中国航天任务的高可靠、高质量。

北斗推迟发射的真相,惊心动魄的七天经历

航天产品归零国标要求

16日,问题产品被送至北京接受材料检测,当晚,故障的过程机理被证明。与此同时,归零工作紧张推进,按照航天质量管理要求,问题不归零、火箭绝不能发射!

18日上午,归零评审会召开,经专家对问题进行剖析定位,达成了可以归零的结论,决定使用合格替代产品继续执行发射任务。

至此,火箭可以重启发射任务!

重新加注、史无前例

18日晚,替换产品更换完成,检测正常。

但是又出现了意外情况:由于气温原因,已加注的燃料出现温度和气枕容积问题,已不具备发射条件。

名词解释:气枕容积,液体燃料需要用气压把它从贮箱中、通过管路输送到发动机燃烧室,所以贮箱中必须留一些气体空间,这部分空间被称为贮箱的“初始气枕容积”,其大小经过设计,过大或过小都会引起故障。

此时试验队又面临一项巨大挑战:CZ-3B火箭即将实施史上最大规模的推进剂重新加注

推进剂的泄出和重新加注是一直是航天发射任务中的“大忌”!所以一直有“开弓没有回头箭”的说法:燃料一旦加注,非万不得已绝不轻易泄出后重新加注。泄出和加注过程一直是高风险的环节,中外历史都发生过惨痛事故。

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1960年,被炸毁的拜科努尔发射中心火箭发射架

面临这一挑战,技术人员为保万无一失,列出了可能出现的21项风险,并制定了详细应急预案。

20日,燃料泄出工作完毕,总共泄出约四分之三的燃料,创下历史记录。

一波未平,一波又起

燃料泄出后,试验队对火箭进行检查,不料又发现一处异常:助推器氧化剂贮箱连接传感器的法兰盘螺栓出现轻微腐蚀现象,需要更换。

勇敢的航天人再次冒着生命危险(火箭内仍有剩余有毒燃料)钻进狭窄的火箭内部,以俯卧的姿势完成了24个螺栓的紧急更换任务。

至此,所有问题终于都被排除,6月23日9时43分,随着巨大轰鸣声,北斗三号第55颗星终于被安全送上太空。

航天人,终于可以松下紧绷了七天的神经!

原文始发于微信公众号(砺剑):北斗推迟发射的真相,惊心动魄的七天经历

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