静箭轰鸣,长十火箭迈向登月的关键试炼
原创 邓雨楠 中国航天报 北京
8月15日,在中国文昌航天发射场,烈日高悬。已矗立月余的长征十号系列运载火箭一子级试验产品,顶部如同戴着“浴帽”,周围好似缠着“塑料裙”,静静等待着指令。15时整,导流槽内白雾弥漫、水汽翻滚,长征十号系列运载火箭首次系留点火试验圆满成功。此次试验对多机并联、新型防热等50余项关键技术进行了验证,标志着我国载人登月火箭关键技术取得重大突破,为2030年前中国人实现登月梦想筑牢了根基。

以“静”制“动”,验证登月之“心”
系留点火为何如此重要?回顾人类探月历程,动力验证一直是个关键难题。1967年,美国土星五号火箭在无人试射时剧烈震动,工程师不得不重新设计燃料管路;2021年,NASA的SLS火箭在“绿色试跑”点火测试中,因液压系统超限提前熄火,原定8分钟的测试仅进行1分多钟就自动中止。虽此次测试被认为是“参数设置保守”而非失败,但团队仍需重新评估核心级推力矢量控制系统的安全阈值。此时,中国航天人正严谨地校准每个环节,挑战着深空探索的难关。

航天科技集团一院朱平平介绍,系留点火作为长十系列火箭研制的关键大型地面试验,目的是验证一级多台发动机并联设计的可靠性和正确性,这是火箭动力安全稳定释放的保障。
过去,地面试车台是火箭动力系统验证的主要场所。但我国为载人月球探测任务研制的新一代载人运载火箭,其试验是国内最大推力规模的全系统试车试验,推力近千吨,如同在试车台上方瞬间压上一座中型钢铁桥梁。然而,国内现有的动力系统试车台无法承受如此大的推力。航天科技集团一院郭葳表示,这是中国航天迈向深空的必经阶段。在此背景下,系留点火试验成为解决问题的创新办法。
“系留点火”,就是把长十系列火箭的一子级(芯一级)箭体“系留”在发射场的活动发射平台上,进行全时长、全状态的静态点火。让火箭发动机在发射台上全力运转,箭体却保持不动,以此模拟真实发射的力学和热力环境,对火箭的动力系统、结构强度和整体协调性,特别是多台发动机并联工作的可靠性和设计正确性,进行接近实战的“极限检测”。
那么,如何固定有七台发动机、产生近千吨推力的火箭呢?郭葳介绍,火箭芯一级底部通过“试车环”与地面的“承力环”对接,两者用超100枚特制高强度螺栓连接,就像给火箭系上“巨型腰带”。单枚螺栓能承受约90吨拉力,相当于吊起60辆小轿车。
此次试验不仅是多机并联动力系统验证试验,也是多项前沿技术的综合验证平台。朱平平指出,试验不仅检验多机并联设计,还集成验证了故障诊断技术、先进总线技术,以及对新型防热材料、涂层和结构的实地验证。试验成功与否,关系到长十系列火箭能否进入下一研制阶段,更是载人登月飞行的重要里程碑。
千吨火箭的露天“烤”验
然而,创新之路充满挑战。郭葳将其概括为“四新”:新火箭、新队伍、新环境、新模式。
长十系列火箭集成了跨代技术,应用新技术本身就是巨大挑战。试验队伍虽有骨干,但新岗位和磨合期带来的管理压力不小。海南文昌的露天环境是最严峻的考验,火箭要在高温、高湿、高盐雾的环境中“裸站”两三个月,承受烈日、暴雨和台风。仪器舱内温度曾达63℃,远超设备安全阈值。总装团队为箭体戴上直径6米的白色PVC防热“浴帽”,围上特制防雨“小裙”,使舱内温度降低20℃以上。
组织模式的变革也很关键。试验队调度胡辉飙称这次任务是“自带干粮的远征”。本次试验由一院首次自主牵头组织,队伍在发射场基建未完工的情况下白手起家,自主搭建水电、供气、加注等保障系统,协调十余家施工单位交叉作业,甚至自建安保体系。推进剂加注时遇到社会槽车洁净度不达标问题,团队连夜优化方案,采用“全过程冷加注”模式解决了难题。
安全负责人樊智辉每天步数超两万,衣服湿了又干。保卫组夜巡队员两次巡查箭体,“睡觉都不踏实,就怕出问题”。郭葳认为这种全员参与的状态是应对挑战的有效方式:“只有强有力的管理,才能在全新挑战中建立秩序。”
露天吊装也充满惊险。夏日海南闷热潮湿,试验产品在吊车牵引下移动,吊装负责人王辉紧盯着风速数据,对讲机被汗水浸湿。试验产品在两台吊车协同操控下穿过地面支撑环,两者最小间隙仅67毫米。
王辉回忆,这次是履带吊和汽车吊协同作业,还要对抗海风干扰。为控制箭体晃动,四十名壮汉组成“牵拉队”用绳索固定箭体方位。这支队伍来自试验队各部门,提前编号站位,避免演练时混乱。
操作员黄蔚参与地面吊装,他印象最深的是十几个小时的高强度工作,团队从早到晚在烈日下作业,汗水湿透衣衫。“参与设计和吊装,就觉得火箭像自己的孩子。看着它安稳落下,心里才踏实。”黄蔚说。

除了地面吊装,高空作业也极具挑战。操作员骆鑫生回忆,在400毫米见方的箭体前底作业,空间狭小、湿热漆黑,头灯是唯一光源,出来时浑身是汗。“火箭就像我们亲手组装的‘孩子’,不能带一点隐患上天。” 骆鑫生说。
“关关难过关关过”,这句话曾被试验队员写在调度室白板上。当最后一颗螺栓紧固到位,导流槽白雾升腾,他们在南海之滨用成功证明:通往月球的路,从每一个精益求精的瞬间开始。
图片由中国运载火箭技术研究院提供
文/记者 邓雨楠
原标题:《静箭雷音,长十火箭的登月“必修课”》
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