8090航天人│30歲結構強度分析師黃蔚:常臨危受命為火箭「把脈」的...

2021-01-16 錢江晚報

錢江晚報·小時新聞記者 陳曦 張蓉

第346秒,這是曾讓黃蔚心有餘悸的時刻。

那一秒,「長徵五號遙二」火箭飛行異常,墜入南海;那一天,2017年7月2日,她所在的「長徵五號」團隊遭遇至暗時刻。

在那之後的一段漫長時間裡,沒人知道那一秒究竟發生了什麼。

在種種質疑與紛紛輿論中,黃蔚和同事們一起尋找答案。

無數次計算,無數次推演,無數次仿真實驗……最終,他們用908天的努力,換來了「長徵五號」運載火箭王者歸來。

在黃蔚的記憶中,小時候,航天任務遇到失利,母親就要回單位加班;而今,30歲的她也成了運載火箭的「救火隊員」。

「我們就是為設計把關,並通過仿真實驗來排查故障原因。」加入北京宇航系統工程研究所的五年裡,這位結構強度分析師既扮演著火箭風險的「指向標」,也常臨危受命,知難而上,為火箭「把脈問診」。

給火箭「健身」和「瘦身」

黃蔚的身份是一名火箭結構強度分析師。不太明白?沒關係,這位90後女孩會帶著我們了解。

首先,來看看裡面的兩個關鍵詞:結構和強度。

火箭由各個結構組成,而結構強度分析師的工作,就是在火箭設計過程中,分析、驗證各結構是否滿足它的服役條件,以及對複雜結構進行優化設計,可以理解為確定火箭風險的「指向標」。

黃蔚解釋,火箭的一個結構,在服役過程中要承受載荷,載荷和強度是相呼應的,即這個強度能否承載載荷。此外,火箭的一個結構除了承載力學性的直接載荷,還被賦予一些其他功能,比如,彈體後的尾艙防熱功能設計、貯箱(承載氧化劑和燃燒劑)一類比較特殊的結構設計,以及連接結構或者分離結構的一些設計。「簡單來說,就是讓火箭各個部分組合在一起後,可以在太空中正常地運行。」黃蔚說。

其次,優化設計結構就是通過某個手段,以及結合現代工藝不斷的演化迭代更新,不斷地去尋求最優結構。

在黃蔚看來,結構優化的核心是減重。因為火箭彈體結構以及它的燃料佔了其結構的主要部分,但火箭的核心工作是把有效載荷送到既定的位置,如果減輕了彈體結構的重量,就可以省下來一部分重量留給有效載荷。「也就是說同樣的一款火箭,可以打更重的質量的有效載荷。」黃蔚說。

聽起來「減重」好像並不難?但黃蔚告訴錢江晚報·小時新聞記者,她的一位同事為了優化「長徵五號」火箭上的一個小部件:助推前捆綁,就整整花了10年。

「我們沒有辦法計數他到底迭代了多少輪,但是他一直不懈努力,10年之間不斷在減重,如今的重量已經是最初的三分之一。『長徵五號遙三』火箭發射時,它應該是全世界第一件用鈦金屬3D列印的一件捆綁主承力結構件,真實地用在了『長徵五號』上。」黃蔚說。

在優化設計結構過程中,黃蔚和同事需要兼顧對結構材料的選用。

如何選出好的材料?在黃蔚看來,需要多方面去平衡,根據材料的使用範圍以及使用的環境。「最好的狀態是運用一種合理的材料,採用合理的工藝,結合到好的設計,完成一件好的設計產品。」黃蔚說。

火箭「治病」和「體檢」

2019年12月27日,「長徵五號遙三」火箭從海南文昌發射中心騰空而起。目送「長徵五號」消失在視線裡,有人笑了,有人哭了,還有人笑著笑著就哭了。

2年前,「長徵五號」研製團隊曾在這片海灘上遭遇過至暗時刻。「長徵五號遙二」火箭發射升空後的第346秒,由於芯一級發動機工作異常,任務宣告失敗。

黃蔚所在部門的另一使命,是在火箭出現比較重大的飛行故障時,進行故障機理分析,幫助型號找到問題的所在,解決實際的工程困難。

作為航天一線人員,黃蔚臨危受命,加入歸零工作。

在長達兩年的時間裡,她參與了查詢故障的幾乎所有關鍵節點。面對發動機系統和傳統彈體結構區別較大、專業難度巨大、任務進度緊張的局面,她沒有退縮。

那段時間,她經常咖啡、濃茶堆滿桌子,也經常是大樓裡最晚一個離開的人。「當時整個人都沉浸在那種環境下。我老公都覺得我有點魔怔,三句不離工作,他跟我說什麼我也反應不太過來,腦子裡就這麼點事。 」

黃蔚的主要工作是對動力系統的一些零部件進行反覆的分析。這類分析費時費力,一個參數設置不對,幾天的計算就功虧一簣,更焦急的是等待結果的每一刻。

有一天早上起床後,黃蔚接到同事電話:某項試驗結果異常。

「前期已經做了很多工作,但最終和預期還是有差異。」在巨大的壓力下,黃蔚崩潰大哭,一直從家裡哭到單位門口,「直到走到大樓下,看到中國運載火箭技術研究院標識的時候,我一下腦子就冷靜了。要趕緊從很感性的狀態中就拔出來了,工作還要繼續。」

每次實驗結果和預期不符時,黃蔚和同事們心裡都很難過。但她說,搞技術的難過不同於一般心理上的難過,而是對自己追求事實和真相的過程有所疑問,不知道自己做這件事情是不是應該做下去。「最怕的不是工作白費了,而是說擔心給型號指出了錯誤的方向,大家又走了彎路。」黃蔚說。

為了不讓別人因為自己的原因走彎路,黃蔚不斷摸索、自學,迅速成長為一名獨擋一面的設計員。

在一次確定最終設計方案時,黃蔚指出了其中布局不合理,可能導致轉子動力學問題。她的建議幫助確立了新的設計方案,保證「長徵五號」火箭成功復飛。

「整個隊伍都是咬著牙堅持下來。從2017年失利,到2019年復飛,這段時間一直都在這種環境當中,度過了一段比較艱苦的歲月。」黃蔚說。

為自己圓夢和充電

黃蔚寄語錢江晚報·小時新聞的小讀者

黃蔚是典型的「航二代」。由於母親從事航天工作,她從小就對航天相對了解。

黃蔚記得,自己小時候,也就是上世紀90年代,中國航天的成功率和現今存在不小差距。

「我之所以記得,是因為當時媽媽經常加班。只要發射失敗了,一個電話打過來,她就要撇下我,回單位加班。」黃蔚說,當年,航天事業發展緩慢,而工作條件又極其艱苦,「當時流傳著一句順口溜,『搞飛彈的不如賣茶葉蛋的』。」

儘管母親平時很少提及自己的工作,但在潛移默化中,航天工作者在黃蔚心中留下了「認真踏實又偉大」的印象,「上小學的時候,我也想像過,長大後要像媽媽一樣做航天工作,去當科學家,造火箭。」

2015年,從北京航空航天大學研究生畢業後,黃蔚入職北京宇航系統工程研究所。兩個月後,25歲的黃蔚正式加入「長徵五號」運載火箭團隊,「覺得自己太幸運了!」

真正走進中國運載火箭研究院時,黃蔚對航天的認知也發生了一場巨大轉變。

「在航天的世界裡,沒有個人英雄。」黃蔚說,同事們都很優秀,但事實上,沒有一個人會厲害到對火箭來說,缺其不可,「每個人的工作都是明確且基礎的,我們之間又存在著密切關聯。只有每個崗位都萬無一失,才有可能把火箭搭建起來。」

起初,黃蔚也曾擔心自己是否足以勝任這份工作,「畢竟我相對年輕,起點又比別人低。」但後來,她發現「只要更努力就行」。

在這裡,機會公平地擺在所有人面前。有時,甚至讓她感覺「受寵若驚」。「完全沒想到,一入職,就可以加入新一代運載火箭的研究團隊。」黃蔚說。

在工作需求的牽引下,黃蔚常利用空餘時間自學力學及動力學等相關學科,彌補專業缺陷。

她辦公室的柜子裡,堆滿了自己翻看無數遍的專業書,一本就有十釐米厚,壘在一起足有半人高。「邊工作,邊學習,感覺自己每天都在成長。」五年下來,如今,黃蔚已成為團隊內的技術骨幹。

做夫妻的默契和理解

黃蔚在西湖的留影。

這份工作讓黃蔚收穫成就感的同時,也收穫了愛情。

黃蔚和丈夫同期入職北京宇航系統工程研究所。在入職培訓中,同為音樂愛好者的兩人逐漸從相識走到相愛,第二年就步入婚姻的殿堂。

儘管在同一個大院內工作,可各自忙碌的夫妻倆,一年中卻可能有兩三個月時間都見不到對方。「他比我更忙,有時還會接連通宵加班。」黃蔚說,「如果我不在航天領域,他那種加班的程度,我一定理解不了。」

由於夫妻倆的工作內容存在交叉,有時,黃蔚和丈夫在家也會聊起工作,「比如,他工作上遇到某個瓶頸,可能會告訴我,而我所研究的領域恰好能幫他想辦法解決。」

他們的默契不只局限在工作領域。生活中,兩人都會習慣性地嚴謹地對待所有問題,甚至有時給人留下較真的印象。

「有時,我讓老公把黃瓜切成薄片。他就會問,你要多少毫米的?」黃蔚無奈地說,「這種事放在其他家庭,就挺奇怪吧?但我會回答他,切成兩毫米厚。」

在「航天夫妻」中,類似的情況並不少見。

「我同事讓老公去買土豆,他挑了半天不知道哪種土豆好,就打電話來問。我同事跟他說,曲率為正的就是好土豆。」黃蔚笑著向一臉不解的記者解釋說,「曲率為正,意味著土豆表面沒有凹坑。」

黃蔚和丈夫的合影。

五年來,黃蔚從沒去過發射現場,今年本有的機會,卻最終被疫情打亂。

「其實,七八成的一線設計員都沒有機會去現場,特別是我們這種崗位。有些人可能終身從事航天,但一輩子也沒去看過一次發射現場。」如今,黃蔚滿心期待著下一次機會的到來,去見證自己傾注心血的火箭飛上天。

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