今天晚上,海南文昌航天发射场成为世人瞩目的地方——长征七号运载火箭从这里飞向太空,新建发射场顺利通过首次实战检验。
发射前夕,54岁的高级工程师李建平再次来到这里,代表发射塔架的建设单位——战略支援部队某安装总队前来检查这两座耗时5年完成的杰作。
据李建平介绍,这两座发射塔架是“目前国内设计理念最先进、功能设置最齐全、结构形式最新颖、工艺系统最集成的航天发射工位”,是海南航天发射场的标志性建筑,也是安装总队最新完成的“大手笔”。
在公众眼中,负责建设发射塔架的某安装总队是一支颇为“神秘”的队伍。他们承担了酒泉、太原、西昌三大卫星发射中心全部发射工位的建设,但却很少出现在媒体的公开报道中。他们走进戈壁、深山、海岛,建成一座座火箭发射塔,当这些发射塔投入使用时,他们早已经开始了新的工程。
在航天领域,发射塔架被誉为助力火箭升空的“天梯”,而他们就是“搭建天梯的人”。
大战即将来临
6月的海南,白天温度达到30多摄氏度。皮肤黝黑的李建平在几十米高的发射塔上走了一遭,全身几乎湿透了。“真不知道当时是怎么坚持下来的!”他对中国青年报·中青在线记者感慨说。
他指的是建设发射塔架5年的艰苦岁月。记者站在发射塔上向下望去,道路宽阔平整,各项设施齐全,巨大的导流槽横在塔架下,显得十分壮观。“而在2009年之前,这里还是一片椰林,散落着几个村庄和池塘。”李建平大手一挥,指着周围的椰树林说。
之所以选址在这里,相关单位有着充分的考虑。这里纬度低,能够提高星箭运载能力;射向范围宽,火箭航区、残骸落区安全性好;靠近海,更便于大推力运载火箭运输……安装总队的任务,就是把亚洲规模最大的两座发射塔建在这片精心挑选的土地上。
据李建平介绍,2009年春节,安装总队的第一批物资运往海南。除夕那天,所有人都忙着装车,一直干到晚上。周围鞭炮声声,在官兵们耳朵里像是出征的号角。
“感觉大战就要来临,没有过节的轻松和快乐。”工程处处长王玺对记者说。
正月初六,第一批官兵赶赴海南文昌。这是安装总队施工到过的最南端,战士们很快感到了气候上的巨大差异:“在北京还要穿棉衣,到了之后就开始冲凉水澡了。”
往年冬季,北方冰雪封冻无法施工,安装总队官兵正好可以利用这段时间休整。但在四季湿热的海南,全年都可以施工,等待他们的将是“连轴转”的5年。
最早进驻文昌的官兵连生活都成问题:没有住房,没有水电。他们要在独立保障生存的情况下完成通水、通电、通信、平整道路等前期工作。
事实上,这是安装总队每次执行任务都会遇到的情况。开赴到一片远离闹市的野外,用简陋的设施维系生活,撤离时留下令人惊叹的工程,有人因此形象地把他们称为“拓荒者”。
王玺向记者回忆,前几个月,战士们只能住在帐篷里,白天又闷又湿,温度达到30多摄氏度,“只穿裤头还觉得热”,太阳一落山潮气就逼上来,帐篷顶沿上开始滴水,“像下雨一样”。
后来住板房,很长一段时间没有空调。战士们睡觉前要先冲凉水澡,再把湿毛巾盖在肚皮上。“醒的时候毛巾已经干了,床上都是人形的汗印儿”。
王玺告诉记者,为了让发射工位尽快施工,安装总队还主动承担了发射场区征地搬迁百姓的安置房建设。在1年多的时间里,8.2万多平方米的安置房建成。为航天事业“搭天梯”的手给老百姓盖起了房子,让搬迁村民心里多了几分信任。建成后,老百姓评价安置区的房子牢固,能抵御12级台风,“是全镇最好的房子!”只要看到总队官兵走在路上,村民们就会用摩托车送上一程,施工时还送来椰子慰问。
万事俱备后,发射塔架建设任务开始了。
从水的围困中解脱
2009年9月14日,安装总队进行了发射场开工奠基仪式。2010年11月,发射工位正式动工。以往,安装总队都是整建制投入一个单项工程。但这次,在人数不变的情况下,他们要同时建设两个发射塔架,困难成倍增加。
“这在安装总队的历史上是第一次。”海南工程指挥组指挥长杨晓明告诉记者。
据杨晓明介绍,开挖导流槽是发射工位建设的第一项任务。火箭点火发射时产生的高温烈焰和气体要通过导流槽分流,避免其对箭体和塔架造成伤害。为达到这个目的,安装总队首先要在两个发射塔架前方各开挖一个长150多米、宽40多米,最深25米多的深基坑。
如果在内陆,这算不上什么难事。但在距离大海600米~800米的地方,开挖这样大体量的深基坑是一项难度极大的工程。
“地下水和海水是相互连通的,随便用军用方锹挖几锹,就能看到地下水。”工程技术负责人温彦岭向记者解释说,来自海洋的强大侧向压力给导流槽施工带来巨大挑战,一旦开挖,水很快就会填满深坑。
止水成了导流槽建设首先要解决的问题。温彦岭和技术人员提出的办法是,在导流槽四壁打一圈不透水的水泥桩,“像铁桶一样把导流槽围住”,不让水渗进来。这种方法叫作“止水帷幕”,是海边施工常用的办法。
经过勘察,修建导流槽的位置从地面下探8米左右是砂土层,土质松软;8米~12米是珊瑚碎屑层,硬度较大;12米以下就是坚硬的花岗岩,透水性大大减弱。
根据计划,水泥桩从地面直抵花岗岩,将肆意流动的地下水阻隔在导流槽之外。温彦岭向记者介绍,打水泥桩有两种办法,一种是水泥搅拌桩,造价低,但只适用于松软的砂土层,无法在高强度土体里作业;另一种是高压旋喷桩,能够切割坚硬的岩石,但造价会高很多。
温彦岭和其他技术人员商量,决定取两者所长,创新采用“深搅旋喷组合桩”的方法作业。“砂土层使用水泥搅拌桩,直到打不动为止,每一根水泥桩都标记好深度。”他说,“等水泥凝固后,在桩体上钻一个直径十几厘米的圆孔,把高压旋喷设备从圆孔中探下去,在珊瑚碎屑层继续作业,直到把水泥桩打入花岗岩层。”
几个月后,一套密闭可靠的止水帷幕建成了。“深搅旋喷组合桩”的工法创新不仅有效阻止了地下水灌入导流槽,而且为发射工位建设节省了大量资金,还被评为当年的军队级工法。
大推力运载火箭发射塔“就像姚明穿的衣服,建起来自然复杂”
2011年年初,导流槽基坑挖好后,安装总队官兵开始在作业面绑扎钢筋、浇筑混凝土。海南气候潮湿闷热,地面最高温度超过45摄氏度,暴晒过的钢筋温度高达六七十摄氏度。有人形容,在导流槽里施工,就像“在一口大蒸锅里挣扎”。
今年36岁的王玺当时是一营的副营长,土建本不是一营的专业,但在紧张的工期面前已经没有工种之分。他带领一营官兵负责二号发射工位导流槽施工,与二营展开竞赛,最紧张时一天要干13个小时。
“在工地上要经受雨水、太阳和体力的考验。”据他回忆,手磨破的、脚泡烂的战士比比皆是。白天遇上小雨,战士们拿出雨衣,披在身上继续干。晚上加班,导流槽里成群的蚊子围着大家转。
“海南的蚊子能穿透迷彩服,一咬就感觉到疼。”王玺笑着告诉记者,他至今仍忘不了海南蚊子的厉害。
让他印象最深刻的是装卸水泥。导流槽和塔架建设需要大量的水泥,在半年时间里,每隔一天他就要带领20名官兵装卸50吨水泥,两小时内必须卸完。他给记者算了一笔账:“每袋水泥重50公斤,平均下来每个人要卸50袋。”
而且,这50吨水泥并不是卸到一个地方,而是10个地方,近的十几米,远的100米,“都是靠肩膀扛过去”。“水泥有一定的腐蚀性,粉末从脖子渗进背部,遇汗水就发热,很多战士的皮肤都被水泥灼伤过。”
王玺记得,为避免烫伤,总队给每人发一块塑料薄膜裹在身上,但汗散不出来,“更难受”。“有的战士灼伤都不怕了,宁愿抹烫伤膏也不裹塑料薄膜。”他对记者感慨。
此外,由于气候潮湿,80%的官兵初到海南都患过股癣,俗称烂裆,100%的官兵都曾被超强的紫外线晒脱皮,患日光性皮炎。
每天收工时,大家的衣服上都沾满了混凝土渣、铁锈和黄油。“远看像捡破烂的,近看像要饭的,仔细一看是搞土建的。”身材高大的李建平打趣道。
为了加快施工进度,在导流槽建设的同时,发射塔架也在同步施工。“在建筑领域,这叫‘交叉施工’。”李建平解释说。
“作为大推力运载火箭的发射工位,两座发射塔架的吨位大、体积大,钢柱和构件是其它发射塔架的三四倍。”李建平对此有个形象的比喻,“就像姚明穿的衣服,比其他人的都大,建起来自然复杂。”
“而且两座发射塔架都采用钢筋混凝土与钢结构组合,塔架整体垂直度要求非常高。”他说。为此,塔架每建一层,工程师们都要把新安装的钢柱再检查一遍,确保垂直精度。
随着发射塔架一层层增高,高空作业的危险性也越来越大。王玺所在的营负责塔架安装,他和战士们每天背着二三十公斤重的工具在钢柱上作业。“站在横梁上往外一望,地上的人就像一个小黑点,往塔里看,没建好的楼层地面上竖着钢筋。”他探着身子向记者描述当时的情形。
“一旦发生意外,掉到外面就是深渊,掉到里面人会像糖葫芦一样被钢筋戳穿。”王玺至今想起来仍有些后怕。
指挥长杨晓明最担心的也是安全问题。“我的手机24小时开机,最怕的就是突然接到出意外的电话。”他对记者说。为保证安全,安装总队在钢柱四周拉起安全网、密目网、平网、立网,还为战士们购买了防坠器,挂在柱子顶端,一旦有人踩空,防坠器会像汽车上的安全带一样收紧,确保坠落人员的安全。
“幸好整个工程期间没有出现大的安全事故。”回想起来,杨晓明至今仍感到庆幸。在那神经紧绷的5年里,他每天对上塔官兵说的最后一句话肯定是“注意安全”。
在一个个加班的日子里,在一句句“注意安全”的提醒中,文昌海岸线上逐渐竖起了两座高大的发射塔,它们将填补我国航天发展低纬度发射的空白,未来将主要承担货运飞船、大吨位空间站、地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、深空探测卫星等航天器发射任务。
为了发射塔架对火箭的最后一次“拥抱”
发射塔主体部分竣工后,安装总队迎来了一个关键组件——回转平台的安装。
执行发射任务前,回转平台就像两条巨大的“臂膀”抱住火箭,工作人员在“臂膀”内的不同楼层上完成对火箭最后的检测并加注燃料。待回转平台张开时,火箭已做好了发射前的全部准备,只等一飞冲天。
可以说,这是发射塔架对火箭的最后一次“拥抱”,也是决定火箭能否顺利发射的最后一道关口。在普通人眼里,这似乎并没有什么,但对安装总队的官兵来说,要顺利完成这最后的“拥抱”实在太难了。
与以往的发射工位不同,两座新建的发射工位回转平台长度达20多米,两个各重几十吨的“臂膀”悬在半空中,如何确保平台合拢时保持同一水平面?
更关键的是,在回转平台前端紧靠火箭的位置设有一个升降平台,当“臂膀”合拢、围住火箭时,工作人员可以在升降平台上任意选择高度对火箭进行检查,就像坐升降电梯一样。只不过,用于固定升降平台的装置一半在左边的“臂膀”上,另一半则在右边的“臂膀”上。
“回转平台的精度要求是最高的,”工程师温彦岭对记者感慨,“它就像一个精密的工业机械制品。”
达到如此高的精度,最关键的是回转平台挂座与轴系支座的连接必须精准无误。挂座与轴系支座采用螺栓和剪力销连接,“几十根精制剪力销必须精准地安装在规定的孔位中,误差不超过0.03毫米,只有一张打印纸厚度的三分之一,比人的头发丝还要细”。
为此,海南工程指挥组制订专项方案,自主创新研制了一种适合安装使用的工装,并在安装过程中使用激光扫描仪等精密仪器测量,最终把误差控制在0.03毫米,确保了整个回转平台的安装精度。
“目前,两座发射工位已经获得海南省建设工程质量最高荣誉奖——绿岛杯,正在申报国内建筑行业工程质量最高荣誉奖——鲁班奖。”温彦岭告诉记者。
9把同心锁浇筑进导流锥
对海南工程指挥组指挥长杨晓明来说,为期5年的发射工位建设就像打了一场旷日持久的战役一样。
“每一天都很紧张,”他挥着手对记者说,“我有一个看法,施工看似简单,但它是最不可控的东西。”
5年的时间里,几乎每一天睁开眼,他就会想到施工进度。“万一延误了怎么办”是最让他焦虑的问题。
在发射工位的建设场地上,塔吊是整个工程用料调度的核心。它的使用计划甚至精确到了小时,天一亮操作人员就要爬上高高的控制室。项目负责人要监督第一个使用塔吊的单位到场后,才会去安排其它事情。
就像工地上一刻不停的塔吊一样,安装总队的战士们也总是连轴转。海南一年四季都能施工,他们基本没有节假日,春节也只能歇两天。
只有遇上台风和热带风暴,战士们才能得到短暂的休整。但每次台风来袭,短则三五天,长则一周,又会耽误进度。“许多战士心里很矛盾,又盼望下雨,又不想下雨。”杨晓明说。
因大雨延误的周期,安装总队总会通过各种方法补回来,或者提高效率,或者加班加点,每一个晴朗的日子大家都会铆足了劲儿往前赶。战士们开玩笑说,这是在和台风、热带风暴打游击。
每年的老兵退伍、新兵下连也会影响工程进度。新兵刚到工地时不懂技术,需要老兵手把手地带。李建平记得,2013年4月最紧张时,杨晓明提出和他比赛,各带几名新兵在发射塔上干活,整整10天,“把新兵带出来才下来”。
许多新兵刚来时不适应。“本来想当兵扛枪,怎么拿起了锹,到了工地?”但慢慢地,他们就会融入这种带“使命感”的氛围。一名从清华大学分配到安装总队的国防生在卸水泥时感慨:“就在我内心反复挣扎的时候,突然有一天,水泥灰腾起的那一刻,我仿佛看到了战场上腾起的硝烟。”
因为工期紧张,不管是新兵还是老兵、干部还是战士,都少有休假的机会。一名工程师半开玩笑地说:“现在回家倒是等于出差了。”很多年轻的小伙子甚至几次推迟婚期。安装总队党委觉得“太亏欠大家”,2013年6月为9对新人在工地上举行了集体婚礼。
“这是一次很特别的战地婚礼,”杨晓明对记者说,“工地就是我们的战场。”为了这次集体婚礼,一名工程师专门用发射场建设的余料制作了一份“礼物”——两颗涂成红色的心被金色的箭连在一起。9对新人在上面挂上同心锁,等导流锥封顶时把这份象征爱情的礼物永远浇筑进发射工位。
“每当他们看到这里执行发射任务,就会想起这次特别的婚礼,”杨晓明说。
2014年6月28日,安装总队承担的海南航天发射场发射工位建设正式完工。但杨晓明总觉得,这只是整个建设的“一个逗号”,他一直在期待着今天的首次发射。“发射场只有经过火箭发射检验才算成功。”他告诉记者。
如今,我国新一代长征七号运载火箭已经在这里首飞成功,发射工位经受住了实战检验。当火箭发动机喷出的烈焰照亮发射塔架时,安装总队的官兵们早已在下一个“战场”上,为中国航天事业建设新的工程。
本报北京6月25日电
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酒泉卫星发射中心
酒泉卫星发射中心组建于1958年10月,主要担负火箭、卫星、飞船的测试发射和测量控制任务,是我国组建最早、规模最大的综合性航天发射中心,是“两弹一星”精神、载人航天精神的重要发祥地。
中心拥有我国目前唯一的载人航天发射场,并建成了具有多个发射工位、多种射向,可同时执行火箭、卫星、飞船测试发射和测量控制任务的综合性试验场。组建以来,先后发射了10艘“神舟”飞船、100颗卫星和“天宫一号”目标飞行器,成功把10名(12人次)航天员送入太空。
太原卫星发射中心
太原卫星发射中心位于山西省岢岚县境内,中心具备多种型号运载火箭全天候发射各类中、低轨道卫星的能力,并能对运载火箭的飞行进行跟踪测量、安全控制和卫星初始轨道预报。目前年发射能力10次以上。
中心成立40多年来,先后将“风云”“资源”“海洋”“遥感”“探测”等多颗卫星送入太空,同时还成功发射了美国铱星、欧盟环境、中巴资源等数十颗商业卫星,创造了中国第一颗太阳同步轨道气象卫星发射等中国航天发射史上的10个第一,为中国及世界的国际通信、资源探测、气象服务、海洋勘察及科学实验等作出了巨大贡献。
西昌卫星发射中心
西昌卫星发射中心组建于1970年12月,分布于四川、贵州、海南等三省八地,主体位于四川省凉山彝族自治州西昌市,发射场在冕宁县,距西昌市区约60公里。
中心作为我国对外开放最早、发射卫星最多、发射场气象条件最复杂,唯一使用液氮、液氧低温推进剂的航天发射场,主要承担地球同步轨道卫星发射任务,具备发射多射向、高中低轨道和月球探测卫星的能力。
组建以来,中心经历了走向高轨、走向世界、走向深空3个重要阶段,已执行98次航天发射任务,成功将98颗卫星送入太空,先后创造了首次发射试验通信卫星、实用通信卫星、国际商务卫星、大推力捆绑式运载火箭、月球探测卫星、中继卫星,首次成功执行整星整箭出口发射任务,在国际上享有“东方休斯顿”的美誉。(许京木 路俊 王玉磊)