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用成功报效祖国
――记中国空间技术研究院载人飞船研制队伍
2003年10月27日 02:04:55

撰稿 崔伟光 本报特派记者 沙志亮

  有人形象地把“神舟”飞船比喻为航天员的“二室一厅”,称“神舟”飞船的研制人员是世界上最高级的建筑工人。他们倾其心血,就是要―――打造一套更安全更舒适的“二室一厅”

  载人航天工程是我国继“两弹一星”之后,又一项高科技国家重点工程。它不仅在政治、经济、科技、军事上有着重要意义,更是一个国家的国际地位和综合国力的象征性标志。载人航天工程是我国航天史上规模最大、系统最复杂、技术难度最高的工程,而“神舟”号飞船系统工程同样是一项伟大壮丽而又全新的开创性工程。“用卓越造就辉煌,用成功报效祖国”,是“神舟”飞船研制队伍对祖国的承诺,是“神舟”飞船研制队伍追求一流的精神理念。从载人航天工程立项到首次无人飞行试验成功,这支队伍仅用了7年的时间,就完成了关键核心技术的突破;从1999年11月20日,中国第一艘“神舟”号无人飞船发射成功,到2003年10月16日首次载人飞行成功,仅仅4年时间他们就实现了飞船从无人试验到载人飞行质的飞跃,创造了世界航天史上的奇迹。

  中国空间技术研究院现任院长、飞船总指挥袁家军,当时毅然放弃在国外深造的机会,踏上了报效祖国的回国路。

  吴国庭,飞船结构防热专家,面对美国明尼苏达大学优厚的待遇不动摇,回国后把自己的智慧全部用在了“神舟”飞船上……

  现任副总设计师的杨宏,面对“猎头”公司几次前来挖人,面对在美国“硅谷”高就同学的游说,航天报国的宏志岿然不动。

  一批批年轻的博士、硕士被这种队伍的爱国精神深深地感染着,他们都以自己是“神舟”飞船研制队伍的成员而感到骄傲和自豪,自觉地融入到了这种爱国、报国的行动中。

  载人航天工程立项之初,如何突破高可靠的应急救生技术和安全返回技术是摆在飞船研制队伍面前的最大难题。

  载人航天器与无人航天器最大的区别在于上面有了人,飞船的安全性和可靠性要求更高。如何确保飞船成功返回地面,如何确保航天员的生命安全,是飞船研制工作的关键所在。达到这一目的必须要攻克环境控制和生命保障、应急救生、仪表与照明、测探通信、着陆冲击等5大技术难题。

  总设计师戚发轫、第一任总指挥汪国林带领工程技术人员,以“一切为载人,全力保成功”的豪情壮志,将这些难题分解成“载人飞船返回控制技术”、“返回舱舷窗防热与密闭结构技术”、“主要特大型降落伞技术”、“着陆缓冲技术”等17个关键技术,一一突破。

  这一大批具有自主知识产权的核心技术被突破,为“神舟”飞船的研制奠定了坚实基础,为工程进入实施阶段扫平了障碍。

  在“神舟”飞船研制试验中心十大重点试验室的建设中,难度最大的要数真空环境模拟器,它是飞船上天前做太空模拟试验的关键设备。时任副总指挥的袁家军、试验中心总帅柯受全与工程技术人员一起瞄准了这个需用600余吨不锈钢焊接的庞然大物,一个焊缝一个焊缝地查,一个接点一个接点地抠,一个工艺一个工艺地验,终于使它一次调试成功,成为世界上最先进的五大真空容器之一。“神舟”飞船返回舱是整个载人航天工程研制中最关键部位之一。它是飞船的指挥控制中心,航天员的太空卧室。返回舱体积大、外形不规则,发动机安装面对接密封面精度要求极高,局部焊接时易变形。研制队员们废寝忘食地攻关,试验―――失败―――再试验―――再失败……终于在1996年9月28日,打造出了中国航天史上第一个飞船返回舱。

  副总设计师王壮带领科研人员完成了整船的机械和热控专业总体的攻关工作。

  副总设计师郑松辉带领科研人员完成了飞船信息管理系统的攻关工作;

  副总设计师刘良栋带领科研人员完成了返回控制系统的攻关工作……

  在我国载人航天工程的研制计划表上,有按既定的“争八保九”即争取1998年、确保1999年发射第一艘无人飞船的进度要求。用于发射飞船的新型火箭将进行一次试验发射,以考验火箭的性能与可靠性。而按以往研制卫星的惯例,飞船并没有安排类似试验。

  飞船队伍大胆提出借火箭试验的机会搭载发射第一艘试验性飞船。不但可通过制订这样一个近期的、明确的发射目标,可以激发和调动广大飞船研制人员的积极性,还可以让飞船上主要分系统和全工程7大系统都能得到实际考验,飞船许多技术细节在地面难以模拟,提前飞行尽早试验可以暴露问题,尽早加以改进。

  试验飞船从何而来?根据飞行试验目的,戚发轫总设计师带领大家苦思冥想,拿出了一个对初样电性船做适当简化、改装成一艘试验飞船的方案。“两总”系统经过多次会商,决定采用飞船最小配置进行首飞,确保飞船上得去、回得来。

  1999年下半年,试验船进入发射场进行合练准备,仅4个月的时间,他们就完成了飞船全部技术流程的演练,并与火箭系统、发射场系统和测试系统进行了对接。1999年11月20日凌晨6时30分“神舟”一号试验飞船直上九霄,在太空飞行了21小时后,平安降落在内蒙古中部草原。试验飞船的发射成功,大大鼓舞了飞船研制队伍的士气,“神舟”二号、三号、四号飞船随之相继发射成功。

  为确保载人飞船的最大安全值,他们在短短几个月的时间里完成了75个安全性可靠性问题的论证和试验;副总设计师张柏南带领攻关小组,两个月解决了舱内有害气体超标的难题,又是他带领攻关小组在很短的时间里拿下了载人飞船座椅缓冲装置的再设计及试验考核工作。

  使命因艰巨而光荣,青春因奋斗而精彩。10余年的工程实践培养和锻炼了一大批青年人才,他们纷纷走上前台,担纲起关键技术和关键岗位的负责人,他们当中有33岁的主任设计师,有37岁的飞船副总设计师。如今这支平均年龄不到40岁的飞船研制队伍,用他们甘于奉献甘于寂寞的追求,书写出了中国航天事业发展的新篇章,他们还将谱写出更为辉煌更为壮丽的中国航天新篇章。

  尚志:霹雳手段菩提心

  在“神舟”五号进场准备发射的这段日子里,很少见到飞船系统副总指挥尚志着急,他黑红的脸上总是带着一片灿烂的笑。

  我国首次载人航天飞行,任务重大,意义重大,作为飞船总指挥的助手,整个工程和队伍的大管家,该有多少事要管,该有多少心要操,可他这一次却“觉得比前几次轻松”。

  在“神舟”飞船研制试验阶段,尚志被调到了指挥调度部门,面对如此庞大复杂,如此多的协作单位和层出不穷的新问题,他常在心里问自己,我干什么,我需要干什么?他觉得首先不能乱,如果指挥调度乱了阵脚,全系统就会瘫痪。必须快刀斩乱麻,明确调度的工作范围、职责和工作形式,一份《型号调度职责》在他手中很快出台了。

  明确了管理办法后,他和其他人员又根据专业特点将飞船的研制管理梳理出几条线,明确职责,各把一个关口,蹲在研制一线解决问题:结构生产图纸有问题,他及时请来设计者修订;总装设备装配不协调,他请来主管设计师协调;试验时出现问题,他就现场组织召开调度会,研究解决。“神舟”五号载人飞船进入发射场后,他组织编制出了包括237份技术文件的《“神舟”五号出厂评审文件体系表》,以及《“神舟”五号项目管理计划》,并将在发射场工作的全套文件汇编成册,200余份文件逐一审查。他审查文件非常严、非常细,不管哪个部门哪个人,只要文件有一处差错、有一段漏项,他都会让你重来。在工作现场,尚志更是一丝不苟。哪怕你有一丁点儿规章制度上的疏忽,让他碰到,他总会给你指出来,提醒你甚至是一顿批评,让你当场纠正。如果上级交待了某项任务,有人未能按时按量完成。在业务会上,他会不客气地指名道姓让人说说清楚。他总是说:“千条理由万种原因,完不成任务就没有理由。”

  经过一段时期的磨合,整个队伍习惯了尚志的严,使命、责任、任务、时间观念已深深地根植在每个心中,严明的纪律,雷厉风行的作风,严谨科学的工作态度成为“神舟”飞船队伍每一位成员的自觉行动。

  别看尚志工作起来一脸严肃,工作之余又乐呵呵地和科研人员、技术工人泡在一起,文体竞赛他们一起争吵着论输赢、争高下;参观游览他们一起搂着膀子照相;节日晚会他们一起“卡拉OK”放声高唱;“国庆”会餐他们一起欢笑碰杯……

  性格鲜明而又年轻的“神舟”副总指挥,正是凭着他的严和爱,赢得了同事们的尊重和爱戴,赢得了事业的成功和发展。

  杨宏:编织飞船神经网

  “神舟”载人飞船是一个高智能化、庞大而又复杂的系统。你知道它有多少条计算机语句吗?数十万条。智能设备系统就如同人的全身神经,牵一发而动全身。担纲设计“神舟”飞船智能设备信息系统的就是年轻的飞船副总设计师杨宏。杨宏调入飞船研制队伍时才29岁。1996年,飞船进入初样研制阶段。作为总体技术负责人之一的杨宏,在此阶段接受的第一项重大任务就是组织全船电子设备的第一次联调―――桌面联试。这是飞船电子设备首次连接成系统,面对13个分系统、600余台电子设备、300余条电缆、8万余个电连接点组成的复杂系统,杨宏不畏艰难,精心组织、合理策划,带领总体有关人员主持编写了飞船系统第一份技术流程―――《桌面联试技术流程》,从而确保了联试工作的有序进行。

  由于这是飞船13个分系统电子设备的第一次连接,其间需要现场协调解决的问题不计其数。为使各分系统组成完整系统并能够协调运行,从1996年8月到1997年5月,在桌面联试期间,他主持解决了大量的接口匹配问题。在全体参试人员的共同努力下,最终飞船实现了全系统联通,通过了模飞测试。桌面联试的成功,不仅验证了飞船方案设计的正确性,也为飞船正样研制顺利进行铺平了道路。

  载人飞船是一个高智能化系统,其软件设计的可靠性直接影响飞船成败和航天员的安全。飞船研制初期,飞船各个分系统在软件设计方面普遍存在着“自编、自导、自演”现象,软件设计不透明,软件设计质量与可靠性无法保证。为确保飞船软件研制质量,在飞船进入初样研制阶段后,杨宏就深入研究了国际航天领域软件设计标准和经验,并结合我国航天软件研制现状和存在的问题,提出了向国际航天软件设计标准靠拢、采用国际通用的软件工程化设计思想。

  在他和全体同事的共同努力下,正样研制阶段的飞船软件研制水平和质量有了质的飞跃,单元测试覆盖率和功能覆盖率均做到了100%,并通过了权威部门的第三方评测。而今,飞船软件工程化技术管理经验,已成为卫星等航天器软件设计的典范。

  杨宏虽然年轻,却是中国载人航天事业进展的见证人。在“神舟”五号发射成功的庆功会上,集团公司总经理张庆伟对他说:“小杨,一定要像戚发轫、郑松辉等老科学家那样,埋头做学问,多多学知识,把老总们的优良传统继承下来啊。”这语重心长的叮嘱,张庆伟一个晚上反复对他说了三次。

  张柏南:描绘“神舟”总蓝图

  张柏南给人的第一印象很难让人把他与“神舟”飞船副总设计师联在一块儿。要不是他那身洁白的工作服,要不是他那顶绣有“神舟”字样的工作帽,还有工作帽下的那副近视镜,就那身宽体壮1.80米、近200斤的块头,再加上一连几天没来得及刮的胡子,说他是个搬运工一点也不为过。

  载人飞船立项初期,张柏南就被调到载人飞船方案可行性联合论证组,负责飞船结构与机构的论证工作,后又被调入载人飞船总体室。从此,他和飞船就结下了不解之缘。

  研制载人飞船,缺经验少资料,加上飞船总体队伍比较年轻,有的连卫星都不熟悉就加入到飞船总体的研究。那时,作为总体组组长的张柏南,带领总体组年轻队伍从零做起,踏上了艰难的创业征程。飞船总体的任务就是规划飞船设计的总蓝图,为各个分系统提方案、提要求。张柏南到卫星系统拜师、请教,对国外飞船资料进行研究、钻研,在总设计师的指导下,终于摸索出了一条适合中国国情的飞船方案。

  此后,张柏南通过详细分析,合理组合,优化配置,提出了三种状态,解决了长期困扰着总体方案的重量问题,并总结卫星研制经验,规范系统研制,合理制定了飞船初样研制技术流程和初样阶段完成标志,为快速完成初样、转入正样生产做了大量有形的和无形的工作。张柏南常说:飞船是一个系统工程,一个载人系统有8万多个点、几十万条软件,恰似一个环状链条,每一个环节都不能疏忽,每一环都至关重要。作为副总设计师,除了配合总设计师默契工作外,最大的区别就是比别人想得多一点,想得全一点,想得周到一点。

  在一次返回舱综合空投试验后,有关人员发现舱内有害气体超标。载人航天安全第一,紧急关头,戚发轫总设计师派张柏南攻关。那些日子里,张柏南常常彻夜难眠,进入舱内的有害气体终于被顺利排出,消除了隐患。“神舟”五号出厂前,通过综合试验,发现这种缓冲器对航天员从头部沿脊椎到骨盆有一定的冲击力。如果改用另一种新型缓冲器可以解决这一问题。这是“神舟”五号飞船就要进入发射场的重要关头,为确保航天员的安全,工程“两总”系统毅然作出决定:用新型缓冲器替代原来的型号。谁能担此重任,还是张柏南。张柏南带领科研人员以“壮士断臂”的心情走上试验场。他们将研制流程由1年压缩到半年,不行,再压缩到两个月。一个具有世界先进水平的缓冲器终于在他们手中诞生了。

  左莉华:精细构建信息通道

  飘逸的秀发,映衬着白皙的脸庞,明亮的双眼,闪烁着智慧的光芒,年轻的左莉华,是“神舟”飞船测控与通信分系统的女主任设计师,以特有的细心和精巧,为中国首次载人航天奉献着聪明才智。

  1986年,左莉华毕业于国防科技大学。1992年获得中国航空技术研究院数据通信专业硕士学位。她负责的这个分系统,主要是提供天地信息传输通道,构架天地信息传输桥梁。“神舟”四号飞船检测时,发现遥测数据有跳变,不太稳定。左莉华经过周密的演算和思考,找出问题的症结所在,写出了分析报告。为了在载人飞船发射前让问题得以解决,她带领分系统的同志日夜奋战,不仅使本系统的问题彻底解决,还对牵扯到大系统的问题给予根除。专家在评审时说,他们用最短的时间,最简单有效的办法,解决了较为棘手的问题。

  左莉华负责完成的“空间站信息与数近系统概念研究”及“高级在轨系统软、硬件演示研究”等理论研究课题,对于我国空间站的测控体制水平具有重要意义。

  她进行的“试验飞船测控与通信分系统方案设计”、“飞船模拟器方案设计”分获国防科工委科学进步一、三等奖。

  潘腾:“神舟”腾飞保险锁

  载人航天工程启动时,正在中国运载火箭技术研究院飞行器总体设计专业攻读博士学位的潘腾并不太清楚载人航天工程是怎样一回事。1995年8月,潘腾顺利通过了博士答辩。

  带着自己的理想,1996年初,潘腾踏进了中国空间技术研究院的大门,从事飞船总体设计工作,成为飞船研制队伍里一名年轻的“水手”。2003年4月,他荣升为飞船副总设计师。仅仅7年时间,潘腾便很好地完成了从学校到型号工程的转型,从一名意气风发的学子成长为年轻的飞船副总设计师。

  从接触飞船到如今的7年多时间里,潘腾的角色不断变化,这也让他更全面地熟悉了飞船工程。

  在潘腾与飞船结缘的这几年里,他越来越深地体会到协作的重要性。他说,一个工程,凭少数几个人、几个部门是很难完成的。作为个体,首先要融入到群体里,才能发挥出个体的作用。

  潘腾感受最深的还是刚担任参数总体组副组长期间,他们进行应急救生弹道的设计工作。这项工作难度大,工作量大,又缺经验少资料,并且考虑的状态多,许多实验也很难做。尽管有初生牛犊不畏虎一说,但面对这么多难题,潘腾还真有一种老虎吃天―――无从下口的感觉。他虚心地向老同志学,跟着老同志干,试着寻找彼此间的共同语言。经过两年多的时间,他们终于完成了应急救生弹道和飞行程序的设计任务。在这次攻坚中,潘腾做了大量具体工作,但他感到收获最大的还是同事们彼此间愉快的合作。

  潘腾说,特别是干上副总设计师以后,他更加真切地感受到,在整个飞船系统这个大工程中,人与人之间都是互补的,彼此间都是互相欣赏的。一棵树再高大,只能称为树,许多大树聚集起来,那才是一片森林。他说,庸才看不见别人的才华,情有可原,人才看不见人才就很狭隘了。我们不仅需要本身具备高素质的人才,更需要那些彼此欣赏、相互协作、团结共进的人才。

  王卫东:胸怀总体善调度

  浑身散发着蓬勃的朝气,刚过而立之年的载人飞船项目办外协计划经理王卫东,脸上总是挂着自信的笑。

  1992年7月,从北京理工大学飞行器工程系机械设计与制造专业毕业的王卫东,用他自己的话说,“赶上了好时候”。他被分配到中国空间技术研究总体设计部,与“神舟”结下了不解之缘。从一个踏出校门的大学生,成长为一名主管设计师,从事了飞船推进系统的协调,飞船总体方案的论证,以及返回舱质量特性计算与控制和漂浮特性的计算与分析等许多技术性工作,经历了“神舟”飞船的立项、方案阶段、初样打造阶段以及试验船的研制阶段。

  1998年2月,初露锋芒的王卫东又转移战线,调到科研生产部,承担起“神舟”飞船系统型号的调度管理工作。因为他干过总体工作,对各个系统的技术流程、工程程序都有所了解,再加上他善于学习、善于思考、善于总结,很快就得心应手。在他的调度下,无论是飞船在航天城合练,在发射场合练及零高度飞行试验船的改装、测试及飞行试验,还是“神舟”一号、二号、三号、四号、五号的研制、发射试验、飞行控制、留轨运行、返回地面等,都是井然有序、忙而不乱。

  王卫东不仅是善于调度的高手,还是位“召之即来,来之能战,战之必胜”的攻关尖兵。载人航天,确保航天员生命安全是第一位的。在一次综合试验时,科研人员发现返回航内有害气体超标,在飞船带着故障着陆的情况下,着陆冲击指数不符合要求,这两个问题直接关系到航天员的安全。

  飞船系统总设计师、总指挥部研究决定,成立专题攻关小组,尽快攻克这两道难关。王卫东被点将,担当专题攻关小组的副组长。他和同事们开始了不分昼夜、没有节假日的“解谜”和发明创新工作。有害气体的来源主要在火工品,他们就一种种分析,最后集中到68种,把从前的试验方案找出来,从头做试验后,采取“疏堵”结合的办法,终于制服了“气魔”。

 

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