为航天器“画像”的年轻人:“画笔”决定型号预研成败

光山新闻网 刘斌 2019-06-03 08:35:29
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  这群为航天器“画像”的年轻人从未去过发射现场

  深藏功与名:就是要破解卡脖子技术

  30岁的张磊是中国航天科工四院四部一名副主任设计师,每当他讲起自己的职业,外人都很难相信:在过去7年的职业生涯里,他从未到过发射现场,也从未在那里感受过航天器冲破苍穹的发射瞬间。

  “所以,你究竟是做什么的?”他不止一次地被问道。

  并非所有的航天人都冲锋在发射一线:有的长年伏案实验桌前计算火箭飞行轨迹,有的还要奔走各个试验现场验证理论数据。张磊就是后一类人:计算并设计出一个拥有怎样的外形才能飞得更远、飞得更准的航天器。换句话说,他就是给包括火箭在内的航天器“画像”的人。

  每个航天人心中都有一个飞越高山、划破苍穹、破解黑洞的梦想,送达数万公里的高度,定格万亿次的计算。而张磊所在的气动研究团队的梦想,则是用力与热的结合,亲手“画下”火箭的样子,计算出每一个航天器的飞行轨迹,并把它们送上太空——尽管在那最受瞩目的一刻,深藏功与名的他们从未出现在现场。

  前不久,在中国青年报·中青在线记者采访期间,这支由22人组成、平均年龄不到33岁的科研团队,刚刚历经5年啃下一块被称作世界级工程应用难题的“硬骨头”。在此之前的2018年,他们在一年之内就组织实施了20多项试验,刷新了年度气动试验数量纪录。他们创新试验方法,还为所在研究单位节省上千万元的科研费用。

  而这一切,都源于他们手中的科研“画笔”。

  “画笔”决定型号预研成败

  “别人看到一艘宇宙飞船,一架航天飞机,一枚运载火箭,一颗人造卫星,往往更关注它们的外观和性能,而在我们的脑海里,浮现的则是这些航天器外观设计运动过程的直观投影。”中国航天科工四院四部气动水动室副主任高太元说。

  在别人看来,也许亲眼看到自己研制的航天器发射成功让人激动不已,但对这群气动专业人而言,航天器发射的那一瞬间,不过是按照他们的设定,“重复”此前早已仿真过千百次的飞行画面,而最终的成功,则是对他们前期得出数据的最好检验。

  事实上,即便放眼国际航天史,航天器的设计问题都不可小觑。因为设计问题而发生的事故,也让整个航天史多了几分令人唏嘘的悲壮。

  比如,还未起飞就在发射台上失火的阿波罗1号。

  那次事故造成3名航天员丧命。事后调查发现,阿波罗1号舱门向内开启的设计,导致火灾发生时,宇航员在舱内气压升高的情况下没能打开舱门。

  此外,阿波罗1号舱内装载的“空气”也是百分之百纯氧气,在这种环境下,即便是铝,也会像木头般燃烧——火灾的出现也就不令人奇怪了。这次事故的发生,最终迫使美国国家航空航天局暂停了与苏联的太空竞赛。

  也因此,在任何一个航天器的研制尤其是预先研制阶段,有关外形气动设计的研究都备受重视,其研究经费往往能达到预研经费的30%乃至50%以上。

  正如中国航天科工四院四部气动水动室主任李艳丽所说,气动研究,就是航天器研制的先行军——这一研究描绘了航天器全生命周期的生存环境和穿衣指数,为其他分系统的设计提供了最原始依据。

  相应地,这一研究的成败,在很大程度上决定着整个预先研究任务的成功,甚至决定着某个型号最终能否成行。

  10多年前,当高太元刚到中科院力学所攻读博士研究生时,他被研究所一楼大厅陈列的30多位院士的照片深深地震撼了。毕业时,有机会选择其他行业的他,最终还是选择了航天,“保家卫国是我的初衷,虽然不能像战士一样冲锋陷阵,但我们能创造出‘不战而屈人之兵’的力量。”