8090航天人 │34岁火箭设计师冯韶伟:把自己的螺丝钉干好,才能构成庞大工程

深度178号


继人造地球卫星、载人航天飞行取得成功之后,探月工程是我国航天事业发展的又一座里程碑,它开启了中国人走向深空探索宇宙奥秘的新时代。

在举世瞩目的“嫦娥五号”升空伊始,钱江晚报·小时新闻就开始特别关注8090后航天人。他们,是“嫦娥五号”等中国航天事业发展的幕后英雄,也是中国航天事业的见证者。

12月17日凌晨,“嫦娥五号”返回器携带月球样品着陆地球。就在“嫦娥五号”在月球上忙碌的这大半个月,钱江晚报·小时新闻记者赶往北京,采访了“嫦娥五号”幕后的几位青年科学家。

这只是开始。钱江晚报·小时新闻将不断走访我国的重要航天科研机构,追寻那些航天领域的青年科学家,与他们一起“追星”。

钱江晚报·小时新闻记者 陈曦 张蓉 

视频 钱佳能 发自北京

伴着耀眼的火光升腾、白色烟雾四溅,飞控大厅内,响起热烈的掌声与欢呼声。人群中,34岁的冯韶伟屏住呼吸,对着前方的屏幕瞪大了眼睛。

这是11月24日凌晨4点半,“长征五号遥五”运载火箭搭载“嫦娥五号”探测器点火发射的那一刻,对于这位系统结构副主任设计师的考验才刚刚开始。

火箭时序早已被他牢牢记在心里,当每一步都成功完成,冯韶伟才松了一口气——“各系统没问题!”

从2014年加入中国运载火箭研究院以来,冯韶伟已亲历“长征五号”的六次发射。“遥一”发射时,恰逢台风登陆,他在海上执行专项任务,一边在摇晃的甲板上晕船呕吐,一边坚持并忐忑着等待发射成功的消息;“遥二”发射时,他初次到发射现场,却亲眼看见飞行异常,火箭坠入南海;顶住压力,经历800多天的“归零”后,“遥三”发射时,他不由自主地跟着所有人一起放声大喊:“长五加油!”

“背负的舆论压力,好像就在那一句呐喊中终止了,从0秒开始,我们所拥有的都是对未来的无限期待。”“遥三”顺利入轨的瞬间,深刻地印在冯韶伟的脑海中,“当时无比兴奋,很多人都哭了。终于可以大声地说,我们新一代年轻人也托得起航天事业,对得起国家的信任。”

六年的春夏秋冬间,这个80后山东小伙正陪着自己参与设计的新一代运载火箭,一起成长。

“长征5号”的设计师

 

作为结构系统副主任设计师,冯韶伟的工作是负责“长征5号”运载火箭结构总体及分离系统的设计。

“这个专业是一个承上启下的过程。从源头进行火箭总体方案的论证以及载荷条件,然后经过我们传递给相关系统,由他们负责具体结构系统的实现。最后进行系统集成:把火箭所有的部段、仪器、电缆,统一按照我们的要求装在箭上,形成火箭全箭的总体。”对于这个听起来有些“高大上”的岗位,他解释道。

具体一点来说,冯韶伟需要在方案论证时,构化火箭的结构系统组成、结构形式以及传递方式等,比如,助推器捆绑的方式,以及跟未来飞行有关的分离系统的设计。单是火箭分离系统的组成就极为复杂,其中包含了分离火工品的研制、分离方式的选择、分离能源的选取。此外,电气系统如何来实现这些分离的功能,指令和指令之间的时序间隔应该如何,它的环境适应性等,这些都是需要冯韶伟和团队来开展工作。

从1970年“长征一号”运载火箭发射成功以来,中国运载火箭技术实现从无到有。

然而一段时间以内,现役运载火箭最大直径仅为3.35米,地球同步转移轨道运载能力最大仅能达到5吨级,与12吨级的国际主流水平运载能力相比差距大,制约了我国空间技术发展。

20世纪80年代末,随着人类探索宇宙的不断深入,世界主要航天强国纷纷推出了新一代大型运载火箭,比如美国的德尔塔4和宇宙神5、欧洲的阿里安5。这些火箭多采用了5米左右大直径,运载能力全面超越我国。

内有重大工程的需要,外有各国的发展趋势,打造一枚“大块头”的火箭显得十分迫切。

“以前的工装、设备、规模、检测,都是基于现有的3米35的直径。如果要突破5米直径,需要做很多工业基础方面的工作。这些都是现实条件的限制,但同时也可以通过这枚火箭来引领相关工业的发展。”冯韶伟说。

发动机是火箭的心脏,也是摆在冯韶伟和研制团队面前的一大难关。

“长征5号”助推器用到的120吨液氧煤油发动机,曾被外国专家认为中国即使能设计出来,也不可能制造出来。而是否掌握高效率、无毒无污染的液氢液氧发动机,是衡量一个国家是否是航天大国的重要标志。

“液化氢的温度是零下253度,液化氧的是零下183度,尤其液化氢是非常活跃的一种液体,它们需要在发动机里边,通过内部的结构,把两个低温的液体转化成一个高温的燃气喷出来。这里会经历一个非常复杂的化学能到动能的转变过程,团队当时下了很大的功夫。”冯韶伟还记得,发动机样机研制出来后,动力系统试车的结果成为所有人的噩梦,前四次全部失败。

顶着压力,经过艰苦攻关,冯韶伟和同事终于摸清了失败的原因,制服了这只“拦路虎”。

“长征5号”的研制成功,标志着中国运载火箭实现升级换代。作为我国迄今为止研制的最大推力运载火箭,它的诞生使中国运载火箭低轨和高轨的运载能力实现质的飞跃。

航天种子的传播者

在进入航天领域之前,冯韶伟对于火箭的理解算得上“小白”,“火箭点火,一飞冲天,很震撼,大家开始鼓掌。仅此而已。”

2004年,冯韶伟考入哈尔滨工业大学力学专业。大学期间,他一直以为,毕业后会从事与力学相关的建筑、汽车行业。直到面临研究生选专业时,他才知道自己的专业可以延伸到航天专业:飞行器设计。

冯韶伟记得,当年正好赶上“神舟七号”飞天。他和同学在食堂里一起观看了那场举世瞩目的盛典:航天员翟志刚在茫茫太空中第一次留下中国人的足迹。看到在太空挥舞的五星红旗,冯韶伟心里突然有了冲动,“为什么我不自己试一试,为祖国航天事业贡献一点力量?”

于是,从研究生再到博士,冯韶伟都毅然选择了飞行器设计专业。

 

2014年,博士毕业后,冯韶伟加入“长征五号”研制团队。成为一名航天人后,他才发现理想和现实的差别。“以前觉得如果能干一些比较出彩的事情会多好,但实际上真正干了之后,发现我们做的事情是为了最后出彩做准备的。我们都是火箭和航天的一个小小的螺丝钉。”

随着对航天事业的深入了解,冯韶伟对于这个“螺丝钉”也有了新的理解:虽然是螺丝钉般的工作,但螺丝钉到底选多大规格?螺纹和螺牙是怎么匹配的?它需要伸出壳段到底多长?头部是什么形状?每一步都不可或缺。“其实每一个岗位都很多的工作,只有把自己的螺丝钉这块干好了之后,才能构成这么一个庞大的工程。”

6年时间,冯韶伟潜心钻研型号和专业中的设计难题,成长为独当一面的副主任设计师。他身上的光环也愈加璀璨:入选第三届中国青年人才科技工程,中国宇航学会青年科学家俱乐部副主席。

在繁忙工作之余,冯韶伟会抽出时间参与举办航天论坛,为学生科普航天知识。“作为科技工作者,有义务去向外界科普航天。如果通过我们的努力,能够带动整个社会对于科技行业的热爱和热情,这是比我们做出几个火箭来说意义更大的一个事情。”

如今,各大高校都掀起了航天热。但在冯韶伟看来,各高校对航天的理解程度各有不同。“现在面临的问题常常是,有一些目前所需要的专业没人做,而我们已经掌握,或者已经攻克的东西,还有很多人在做。所以希望通过活动、论坛等形式,来建立与高校和科研机构沟通的桥梁,让他们了解我们需求,起到传播航天种子的功能。”

 

不久前,冯韶伟在北京科技馆客串了一次航天讲解员,为一批初中生讲解火箭的原理,以及探月工程。那次经历让他倍感欣慰,“孩子们的眼里都闪着光,我看到了他们对航天从不理解,到一点点理解,再到渴望的眼神的变化。”

一再爽约的爸爸

在中国运载火箭研究院附近的地铁站,陈列着“长征五号”和“长征八号”的火箭模型。当带着6岁的女儿走到这里,冯韶伟会指着火箭模型自豪地说,“这个火箭,爸爸参与做过。”在他内心,那是自己最有成就感的时刻。

家人也常常为他的工作而自豪。女儿会在摆着各式火箭模型的学校里,向朋友介绍哪个是爸爸参与设计的;家人们像追剧一样,每当有火箭发射任务,就提前把电视或网络页面打开守着。看到发射成功的第一时间,大家就会发朋友圈,为中国航天点赞……

只是这份“了不起”的工作,有时也让女儿觉得落寞,因为冯韶伟成了一个频繁爽约的爸爸。“本来约好了一起去哪玩,结果却突然去不了;本来约好了一起在家做实验,又临时回不来。” 冯韶伟说,以前女儿偶尔也会生气,现在已经渐渐理解自己的工作。

 

冯韶伟将自己的工作总结为“脉冲式的忙”——当火箭在试验中出现问题,他们就要全身投入争分夺秒地查找根源,以致忘却休息的需求,甚至可能彻夜不回。

事实上,在没有突发状况的日常,冯韶伟也大多只能在清晨见上女儿一面——“早晨叫她起床,一起吃完早餐,再送她上学。”通常,他晚上11点多下班,回到家时,家人早已入睡。而客厅总有一盏亮着的灯,浴室里总是留着足够的热水。

深夜,家里的那束光线让疲惫不堪的冯韶伟觉得温暖,可又常常五味杂陈,心生歉意,“觉得家人为我付出了太多。”

实在抽不出时间陪伴女儿时,冯韶伟会特意买点火箭模型等小玩具或实验器材带回家,送给女儿作为补偿。

在耳濡目染中,女儿对火箭表现出不小的兴趣。她早已能够自己动手组装模型,也能清晰分辨不同的火箭型号。对此,冯韶伟倍感欣慰,“做火箭既是为了满足人类的好奇心,也是一个科学的实现过程。我希望把这种理念传递给她,从而对世界充满好奇。”

工作中踏实又严谨的他,在生活中是活跃外向的大男孩。他喜欢打篮球,也享受和同事间打打闹闹、同甘共苦的日常。只是,不经意间,工作中日积月累、精益求精的习惯,也悄然改变着他的生活方式。

“为了做菜,我买了各种各样相匹配的锅,还特意买了一个食物秤。”冯韶伟说,做菜时,自己会习惯性地严格按照菜谱的步骤来,将食材一一称重,每一步还要精确计时。“有一次,我在家烧茄子,不小心打乱了一个步骤。其实只是放调料的顺序变了,但当时我就很紧张,觉得这道菜的味道肯定不行了。”

“外人可能觉得我们呆板,但在我们的工作里就是容不得一丝一毫的差错。”冯韶伟的微信头像一直写着母校哈工大的校训——“规格严格,功夫到家。”

本文为钱江晚报新闻资讯客户端“小时新闻”原创作品,未经许可,禁止转载、复制、摘编、改写及进行网络传播等一切作品版权使用行为,否则本客户端将循司法途径追究侵权人的法律责任,包括但不限于要求删除稿件、赔礼道歉、赔偿本文采编成本及维权支出等。侵权举报、版权合作请联系:qbwl@8531.cn

打开微信扫一扫
即刻分享至微信好友

打开微信扫一扫
即刻分享至微信朋友圈