时间:1998年4月8日,星期三
地点:北京,载人航天工程总体部,振动试验室
张老总站在三层楼高的振动试验台前,脸色铁青。试验台上固定着神舟飞船逃逸塔的1:1模型——那是在发射出现险情时,能带着返回舱瞬间逃离火箭的“最后救命设备”。
就在五分钟前,第三次全系统振动试验中,当频率扫到42赫兹时,逃逸塔与返回舱的连接结构处,发出了刺耳的金属摩擦声。
试验紧急停止。检查发现:四个主连接销中的两个,出现了肉眼可见的微裂纹。
“谁设计的这个连接结构?”张老总的声音压着火。
“是我们所的王工团队……”一个年轻工程师小声说。
“叫他来。还有,把弗拉基米尔同志也请来。”
“弗拉基米尔同志,您看看这个。”张老总指着裂纹处,“42赫兹,刚好是逃逸发动机点火时的预估振动频率。如果这个连接在真实逃逸中失效……”
“飞船和航天员就完了。”弗拉基米尔接话,语气平静得可怕。
他蹲下身,用放大镜仔细察看裂纹的走向,然后站起身,看向振动数据图谱。看了足足三分钟。
“王工程师,”他忽然用生硬的中文问,“你在设计时,考虑过‘激波诱导振动’吗?”
王工愣住了:“激波?我考虑了发动机喷流的冲击力,但是……”
“不是喷流冲击。”弗拉基米尔摇头,“是激波与结构固有频率的耦合。当逃逸发动机在超音速气流中点火时,会产生一道斜激波。这道激波打在逃逸塔结构上,如果频率刚好匹配……”
他在白板上快速画出示意图:“看,激波在这里反射,在这里叠加,形成一个42赫兹左右的压力振荡。这个振荡,和你设计的连接结构的固有频率——我猜是43赫兹?——几乎重合。”
王工的脸色变了。。但是激波数据……”
“我们没有激波数据。”张老总沉声道,“国内没有做过这种极端条件下的测试。”
“但苏联做过。”弗拉基米尔放下笔,“1975年4月5日,‘联盟-18a’发射失败。”
试验室里所有人都看向他。这个日期,这个代号,带着历史的重量。
“那次发射,火箭第三级故障,逃逸系统成功激活。”弗拉基米尔的声音象在讲述别人的故事,但他握笔的手在微微发抖,“两名航天员——拉扎列夫和马卡罗夫——活了下来。但返回舱着陆过载达到21个g,远远超过设计极限。两人脊柱受伤,马卡罗夫后来终身背痛。”
他顿了顿:“事故调查持续了三年。最后发现,不是逃逸塔设计有问题,是逃逸发动机的点火时序有问题。它在某个特定的空气动力学状态下点火,产生的激波与返回舱结构发生了共振,放大了过载。”
弗拉基米尔指向逃逸塔模型:“你们的设计比‘联盟’号先进,材料更好,结构更轻。但你们遇到了和我们当年一样的问题——在地面试验中,无法完全仿真高空高速下的真实气动环境。”
“那怎么办?”王工的声音干涩。
“两个方案。”弗拉基米尔竖起两根手指,“第一,加强连接结构,提高固有频率到50赫兹以上,避开激波频率范围。但这会增加重量,而且——如果实际激波频率变了呢?”
“第二呢?”
“改变逃逸发动机的点火时序。”弗拉基米尔说,“让它在不同的姿态角、不同的速度下点火,产生的激波频率就会改变。只要错开42-45赫兹这个危险区间,连接结构现在的强度就足够了。”
张老总思考着:“改时序……需要重新设计控制系统。”
“是的。”弗拉基米尔点头,“但这比改结构更根本。因为你们未来还会设计新的飞船、新的逃逸系统。掌握了‘激波-结构耦合’的规律,就能在设计阶段避免它,而不是在试验中才发现。”
他看向王工:“王工程师,你愿意和我一起重新计算吗?用苏联当年的数据和你们的新数据。这不是否定你的设计,是让它在真实世界中更可靠。”
王工看着那些裂纹,又看看自己三年的计算手稿,最后重重点头:“我愿意。”
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同一时间,集团总部小会议室
李振华、陈向东、周明,还有几位火箭系统的总师,正在看墙上的一张图——那是“天宫空间站内核舱”。
“问题就在这里。”。长二捆(cz-2e)改,能到12吨。”
他摇摇头:“要么减重,要么分两次发射,在轨对接。”
“减重空间还有多少?”李振华问。
周明调出设计报告:“生命保障系统已经优化了三轮,减了300公斤。结构材料用了新型复合材料,减了500公斤。还能减的……只有科学载荷了。”
“科学载荷不能减。”陈向东说,“空间站如果没有足够的实验能力,就失去了意义。”
会议室陷入沉默。
这时,门开了,叶菲莫夫走进来——他是被临时从燃烧实验室叫来的。
“李总,您找我?”
“叶老,坐。”李振华指着墙上的图,“我们在讨论空间站的运载问题。您有什么看法?”
叶菲莫夫看了会儿图,忽然问:“为什么一定要一次发射15吨?”
“效率。”周明解释,“一次发射完成,系统集成度最高,风险最小。”
“但如果没有合适的火箭呢?”。但质子号是1965年就首飞的老火箭了。”
他走到白板前:“如果当时我们坚持‘等新火箭’,‘和平’号可能永远建不成。但现实是——我们用现有的工具,做了当时最该做的事。”
“您的意思是……”
“分两次发射。”叶菲莫夫画出示意图,“内核舱分成两部分:生命保障内核段和实验舱段。先用长二捆改发射内核段,在轨调试。半年后,再发射实验舱段,对接。这样每发载荷都在12吨以内,现有火箭就能胜任。”
“但对接风险……”刘志坚皱眉。
“对接风险,总比造不出新火箭、项目无限期拖延的风险小。”叶菲莫夫说,“而且,神舟飞船不就是在练习对接吗?这是连贯的技术路径。”
李振华沉思着。他想起弗拉基米尔昨天说的话:“有时候,最务实的方案不是最完美的方案,但是唯一能走下去的方案。”
“还有,”叶菲莫夫补充,“分两次发射,有一个额外的好处——可以在第一次发射后,根据在轨实测数据,优化第二次发射的载荷。这是苏联建造‘和平’号时的经验:他们在发射第二个舱段时,修改了30的设计,因为从第一个舱段学到了东西。”
这打动了李振华。不是被动妥协,是主动利用分阶段发射带来的学习和优化机会。
“好。”他做出决定,“按这个思路重新规划。。刘总,你负责长二捆的适应性改进。”
“那新火箭……”陈向东问。
“同步激活预研。”李振华说,“但不是为了‘天宫’一期,是为了二期、三期,为了未来更大的空间站,为了……深空探测。”
他看着墙上那片代表太空的深蓝色:“我们这一代人,可能看不到中国宇航员登陆火星。但我们可以为他们铺好第一段路——用最务实的办法,把第一座空间站送上天。”
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傍晚,振动试验室
王工和弗拉基米尔已经算了六个小时。桌上摊满了俄文和中文的计算稿,还有一堆从苏联带来的泛黄资料——那是“联盟-18a”事故的原始数据。
“这里,”弗拉基米尔指着一行数字,“你们看,激波频率随马赫数的变化不是线性的。。””王工眼睛亮了。
“激波频率就会跳变,避开结构的共振点。”弗拉基米尔点头,“那么问题就变成了——如何确保逃逸发生时,火箭的速度不在这个危险区间?”
“那不可能。”年轻的助理工程师小赵说,“发射故障可能在任何时候发生……”
“但我们可以设计逃逸策略。”。这2秒,火箭会加速冲出危险速度,或者……减速坠回。”
他顿了顿:“当然,延迟2秒意味着风险增加。但经过计算,这个风险小于共振导致连接结构失效的风险。这就是工程——永远在权衡,永远选择那个‘相对安全’的选项。”
王工看着那些计算,忽然深深吸了一口气:“弗拉基米尔同志,谢谢您。如果没有这些经验……”
“如果没有这些经验,”弗拉基米尔打断他,“你们可能要在自己的事故后,才能学到这些。而那个代价,可能是航天员的生命。”
他收拾着资料:“现在,我们可以重新设计连接结构了——不是加强它,是让它和逃逸策略匹配。在危险速度区间,允许它有微小变形吸收能量;在安全区间,它足够坚固。这样既控制重量,又保证安全。”
试验室的灯亮着,窗外天已经黑了。
但王工觉得,自己心里某处亮了——那是对系统工程、对权衡艺术、对“如何在约束中查找最优解”的理解,突然深了一层。
这不是某个公式,是一种思维方法。而这种方法,是苏联航天人用四十年时间、包括鲜血的代价换来的。
现在,它传到了中国。
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深夜,弗拉基米尔住处
叶菲莫夫来找他,带来了一瓶伏特加——真正的莫斯科产。
“听说你今天讲了‘联盟-18a’的事。”叶菲莫夫倒了两杯。
弗拉基米尔一饮而尽,火辣的液体让他闭了闭眼:“我没想到,这么多年后,我还会在异国他乡讲起那个日子。”
“拉扎列夫和马卡罗夫……”
“他们还活着。”弗拉基米尔说,“拉扎列夫退役了,在莫斯科郊外种花。马卡罗夫……他的背永远直不起来了,但他说不后悔当航天员。”
两人沉默地喝着酒。
“你知道吗,伊万?”弗拉基维奇说,“今天当我看到那个年轻的中国工程师,拼命计算想要解决问题时,我想起了1975年的自己。那时我也是三十多岁,也在拼命计算,想要找出为什么逃逸系统‘成功’了,却差点害死航天员。”
他晃着酒杯:“现在我把这个教训带到了中国。也许……也许那些代价,那些痛苦,那些不眠之夜,终于有了另一种意义——不是只写在苏联的事故报告里,而是变成了保护另一个国家航天员的经验。”
叶菲莫夫拍拍他的肩:“这就是李总说的——让知识重新生长。”
“是啊。”弗拉基米尔看着窗外北京的夜色,“有时候我会想,如果苏联没有解体,我们现在会在干什么?也许在改进‘暴风雪-2’,也许在设计火星任务……”
“但现在,我们在中国。”叶菲莫夫说,“帮这个国家实现他们的航天梦。这个梦,和我们的梦,本质是一样的——让人类走得更远。”
“只是走的路径不一样了。”弗拉基米尔苦笑,“他们更务实,更……有耐心。”
“所以才需要我们。”叶菲莫夫举起杯,“把我们的经验,和他们的务实结合起来。也许真能走出一条新路。”
两只杯子轻轻相碰。
在那清脆的响声里,有历史的重量,有传承的承诺,也有对未来的某种期许——
希望这一次,那些用代价换来的经验,能真正守护好每一个向往星空的人。
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(第 160 章完)