王健儒:每一次成功都是新起点

发布于:2016-05-26 10:35:38
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 两次历史性大突破的背后,都立着一个37岁的年轻人。

 

王健儒:每一次成功都是新起点

文-本刊记者 刘新平

 

航天领域,一直以来都有一个恒定的原则:航天发展,动力先行。动力指的就是发动机,发动机分为液体和固体两种。液体发动机的特点是力量大,安全,可紧急停机,但燃料在使用前充填,机动性上有欠缺。固体发动机的优点是构造和制造工艺简单;更容易实现大推力:只需做大空腔增加装药量即可。而且可以随时发射,机动性优越。也有缺点,就是一旦点燃就无法停机,风险系数较大。

 

虽然很多人都知道,固体发动机是未来宇航运载领域的发展方向,西方几个发达国家的大型运载火箭也大都把固体动力作为主要助推动力,但2015年之前,我国因为种种原因一直都没有将固体发动机用于火箭的主动力,只是将其作为辅助动力小范围应用于东方红一号的远地点发动机、风云二号气象卫星的变轨发动机和飞船的逃逸发动机。

 

2015925日,我国首枚固体运载火箭长征-11首飞成功,固体动力应用实现了历史性拓展;2016415日,国内迄今装药量最大的直径2米分段式固体火箭助推发动机全尺寸工程样机,地面热试车成功,正式拉开了固体发动机进军运载火箭捆绑助推动力领域的序幕。有专家坦言,这两次突破将在我国航天史上留下浓墨重彩的一笔,因为,“在不久的将来,固体运载、固体助推将助力中国人将视野拓展到更为遥远的星宇深空”——而这两次历史性大突破的背后,都立着一个37岁的年轻人:王健儒。

 

十年一剑

 

其实,从2000年开始,已经有专家呼吁,尽快开始大型固体运载发动机的研发。2005年,刚刚分配到航天四院工作不到两年的王健儒,执笔起草了给上级主管部门的申请报告。获批后,王健儒和伙伴们开始了对大推力固体火箭发动机的预研和论证。前期的工作进行了整整三年。到2008年,四院决定做全尺寸工程样机。难度当然大。从规模上,那台发动机达到120吨,是当时国内最大发动机的一倍。一台投入数千万的固体发动机,不管事前各种单项试验如何成功,最后还得点火验证。而且,不像液体发动机可以紧急停机:固体发动机一旦点火便是开弓没有回头箭,根本收不住。

 

采访中王健儒告诉我,投入大,技术风险大,反过来也是好事,“因为这逼迫着我和伙伴们对前期技术风险的把控更严密,对各种单项实验,也做得更充分,真正做到万无一失。”

 

2008年初,图纸下到各协作厂所,10个月后生产出样机。200931日,大推力固体火箭发动机地面热试车成功,标志着中国百吨级固体发动机就此诞生。

 

接下来的两年里,王建儒带着自己的团队,一边开展型号研制初期的技术论证和方案优化工作,一边奔走于上级机关,全力推动全固体运载火箭的立项。之后,经过紧张有序的研制,4次地面试验相继成功,首飞前的各项研制也全面完成。2012年,国家正式将大推力固体火箭发动机立项,在北京,年轻的王健儒代表设计团队参会。这年的7月,2米分段式固体助推技术验证发动机完成试车。到2015925日,在西北大漠,由航天四院提供固体大推力主发动机的我国首枚固体运载火箭长征-11号,一飞冲天,一时间举世瞩目......

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2005年的理论预研到2015年长征-11号的首飞成功,其间的时间跨度整整10年,可谓十年磨一剑。而王健儒,也从一个毛头小伙子成长为一位可以独当一面的固体大推力火箭发动机的总设计师和我国固体运载动力技术的领军人物。

 

青春记忆

 

而十年间的许多经历也从此留在了王健儒青春的记忆里。

 

记忆里的第一个关键词应该是“味道”。

 

在研制过程中,王健儒曾独立或与他人合作,完成了多篇高质量的论文,包括首次提出获取过载下粒子分布参数的两种新途径,即基于飞行发动机的粒子收集分析法与故障位置反算分析法;提出了用火箭橇模拟过载下绝热层烧蚀的方法,并基于过载流场计算结果,讨论了短时间大过载与长时间中、小过载等两种典型工况对绝热层的烧蚀影响,给出了热防护设计时应注意的问题......但这些大多还只是理论层面的分析研究,必须经过严格的实际检测。比如,发动机点火燃烧后,燃烧室3000多度高温,绝热层烧蚀的量是多少,粘接质量如何,不是通过简单的理论公式和仿真推演就可以算出来的。”

 

所以,2009年试车前的每次燃烧试验做完,他都会在冷却后的第一时间爬进燃烧室,看绝热层烧蚀情况,用测厚仪仔细测出烧完后的剩余量,为后续研制积累数据。而他要面对的,是燃烧室里面碳化物、氯化物,各种化学物质的刺鼻气味。现在,绝热层燃烧前后味道的变化,他一闻便知。

 

另一个关键词是20159月长征-11号的“首飞”。那时,他已经是火箭发动机的总设计师了,同时兼任全箭的副总师。在发射现场,他或许不是最忙碌的,但却称得上是最如履薄冰的人。别的系统都是指令性的,可以在靶场反复测试;动力系统没有可测性,只能等点火。而这也正是固体发动机的特性。他可以直观看到的,是发动机上的一个压力表。他每天都要去看几次。表上哪怕有一毫针的变动,都能立刻让他的心提到嗓子眼里。他会立即召集主任设计师们,一遍遍复查,看前期的设计是否有疑点。虽然,这样的复查,他们已经进行了无数遍。

 

发射那天,王健儒在指挥大厅,通过监视屏幕盯着发动机点火,火箭弹射、起飞,盯着火箭速度和高度随时间的曲线;直到680秒后发动机与火箭顺利分开,卫星精准入轨——液体发动机的精度是业内公认的:阀门一关便可停止工作,对火箭飞行不会造成影响;但固体发动机关机后还会有后效推力。而长征-11号却是用固体火箭打出了液体的精度,这一点尤其让王健儒为之自豪......

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每一次成功都是新起点

 

王健儒对自己有一个评价:聪明说不上,但勤快。有人当主管设计师的时候,跟产多,下厂多,这样能随时掌握生产过程中出现的技术问题,积累工程经验。但当了副总师、总师后,就不太爱跑了,基本上通过间接的方式获得信息。但王健儒从未改变过。如今单位各个部段的生产,他总是亲临现场,有什么问题,当场拿出解决方案。

 

航天科研大体上包括方案、初样、试样和飞行四个程序。每个程序都要经过反复、严密的论证和试验。一个程序试验成功了,再转向下一个程序。

 

对王健儒来说正是如此,就像他以十年时间完成长征-11号固体发动机的研制那样。即使长征-11号最后成功了,也不意味着结束,因为,那型发动机还要不断完善和成熟。更重要的是,他还要继续投入新型号研制——今年4月,最新型分段式固体火箭助推发动机初样成功后,他又得开始试样阶段的科研冲刺。可以说,他迄今科研路途上的每一次成功,都是一个新起点。这当然是一条似乎永无终点的漫漫长路。但在这样一条充满风险、压力和无穷挑战的路上,王健儒走得踏实,走得勤恳,走得无怨无悔!

 

王健儒,航天四院41所首席专家;中国航天集团十大杰出青年。

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