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志在神舟遨九天——记神舟六号飞船总设计师张柏楠

崔伟光 2006年01月01日 14:45

  从干上神舟飞船的那一天起,张柏楠便深知肩上担子的重量。

  从飞船副总设计师到飞船总设计师,张柏楠感到他接过来的不仅是一张令世人瞩目的世界名牌,更是中华民族航天事业的期望,是一份沉甸甸的历史责任。

  新“老总”迎接新挑战

  和神舟五号相比,神舟六号要实现两人多天飞行,这不仅是中国载人航天史上新的里程碑,更是中国载人航天技术上的重大突破,是一次真正意义上的载人航天飞行。突破和跨越的背后,带来的是更加严峻的挑战。走马上任飞船系统总设计师的张柏楠,敢于和他的同事们一起迎接挑战。

  两名航天员在太空生活工作多天,衣食住行,每日三餐,冷凝水的收集,进出轨道舱安全等诸多新问题,一下子凸显在了这位新总师和他的队伍面前。

  为进一步验证飞船生活环境控制能力,张柏楠率领队伍在地面建造了一个与太空相同的环境,用来模拟航天员太空多天的生活。为进一步增加冷凝水收集能力,他们扩大了冷凝水箱的容积,增加了被动的吸湿材料,给航天员提供一个良好、舒适的湿度环境。为了保证船上设备在一定湿度条件下正常工作,他们还采取了许多办法,做了大量试验验证船上设备能在湿度98%的环境下正常工作。

  杨利伟乘坐神舟五号飞行一天,都是呆在返回舱里,可神舟六号飞船两名航天员衣食住行都要进入轨道舱。从返回舱进入轨道舱,首先要打开连接两个舱的舱门。打开舱门风险相对不大,可关键问题是航天员在关闭舱门后能不能够保证密封,保证在再入过程中不会出现问题。这个舱门可以说是一个生命之门,也是一个生死之门。

  为了保证飞行万无一失,张柏楠带领有关技术人员做了上千次的试验,从改进密封性能、在轨检漏、舱门清洁等多方面摸索出一套规律,对航天员进行了专项培训,以保证航天员顺利、可靠地关闭舱门。

  航天员的安全是第一位的,这是张柏楠总师挂在嘴上也是记在心里的一句话。在太空飞行中,舱外温度最高值和最低值要相差一百到二百度,飞船长时间频繁地在这种环境下运行,会使一些连接的部件发生断裂。这个问题从神舟二号起就开始困扰着他们,为了彻底解决它,他们一边分析一边做试验,最终使这个隐患在神舟六号上天前消灭在了地面。
张柏楠说,搞航天,时时处处都会遇到挑战,只有敢于迎接挑战,才能赢得胜利。

  新“老总”的神舟之缘

  载人飞船立项初期,张柏楠就被调到载人飞船方案可行性联合论证组,负责飞船结构与机构的论证工作,后又被调入载人飞船总体室。从此,他和飞船就结下了不解之缘。

  研制载人飞船,缺经验、少资料,加上飞船总体队伍比较年轻,有的连卫星都不熟悉就加入到飞船总体的研究。那时,作为总体组组长的张柏楠,硬是带领总体组年轻队伍从零做起,踏上了艰难的创业征程。

  飞船总体的任务就是规划飞船设计的总蓝图,为各个分系统提方案、提要求。当时总体部大多是刚分来的大学生,谁也不懂。

  不懂就学、就钻。这班年轻人到卫星系统拜师、请教,对国外飞船资料进行研究、钻研,终于摸索出了一套适合中国国情的飞船方案。

  张柏楠通过详细分析、合理组合、优化配置,提出了三种状态,解决了长期困扰着总体方案的重量问题。并继承卫星研制经验,规范系统研制,合理制定了飞船初样研制技术流程和初样阶段完成标志,为较快的完成初样、转入正样生产做了大量有形和无形的工作。

  张柏楠常说,飞船是一个系统工程,一个载人系统有8万多个点、几十万条软件,恰似一个环状链条,哪一个环节都不能疏忽,哪一环都至关重要。任神舟飞船副总师后,他除了配合总师默契工作外,最大的区别就是比别人想得多一点,想得全一点,想得周到一点。

  作为负责神舟二号技术工作的主管副总师,在初样和试验船的基础上,根据总体安排,较全面地实现了飞船系统的功能。提出并在国内首次实施空间飞行器的整体空运工作,大大缩短了发射场工作时间。

  作为负责神舟四号技术工作的主管副总师,在神舟四号研制中,贯彻一切为载人的目标,注重载人环境的实现,注重飞船的安全性和可靠性,提出并主持制定了飞船系统载人放飞准则,制定了医学和工效学验证大纲,组织验证工作。全面实现了人工控制功能,并首次完成了有航天员参加的人船联合测试,使飞船研制又上了一个新的台阶,为载人飞船的研制奠定了基础。

  在飞船一期工程研制的同时,主持二期论证的前期工作。从系统工程的角度,结合飞船研制实际,从人、物分析角度,在原有方案的基础上提出了5种可供选择的系统方案,为领导决策、为后期论证打下了较好的基础……

  临危受命方显英雄本色

  张柏楠说得少做得多,每到关键时刻,都会把他派到最前面当突击手。

  这是载人航天飞行“最后彩排”的精彩一幕。2002年夏天,神舟四号飞船发射的日子一天天接近了。在飞船返回舱着陆的一瞬间,万一缓冲发动机不能正常点火工作,会对舱内的航天员造成怎样的影响呢?进行着陆冲击试验,再考验一下返回舱能否经受住落地时的最后一击。

  飞船系统“两总”点将张柏楠当组长,争取以最短的时间攻下这道难题。张柏楠带领攻关组精心设置了十几种缓冲发动机不点火的试验条件,分析试验飞船在各种不同的返回状态下,会对航天员身体造成多大冲击与伤害。为了铺就一块篮球场大小的特殊土地“着陆试验床”,张柏楠和攻关组的同志们可没少花费力气,没少动脑筋。

  飞船按计划是在内蒙古中部地区着陆回收,试验用土就按照内蒙古大草原当地土质的有关参数,照“方”配“土”,“配方土”经过多次分层碾压,达到四五米厚,做成一块土质软度与飞船返回舱真实落点一致的理想“试验床”。

  着陆冲击试验开始后,攻关组通过不同水平速度、不同垂直速度、不同姿态,进行多种组合试验,以此掌握返回舱着陆冲击的相关数据。

  为降低着陆时航天员受到的冲击过载,张柏楠带领攻关小组根据试验的数据分别对几个关键环节进行了改进,采取了针对性的措施。

  神舟五号出厂前,通过综合试验,发现这种缓冲器对航天员从头部沿脊椎到骨盆有一定的冲击力。如果改用另一种新型缓冲器可解决这一问题。

  这是神舟五号飞船就要进入发射场的重要关头,为确保航天员的安全,工程总体作出决定:用新型缓冲器替代原来的型号。这是一个把保险送给航天员、把风险留给自己的重大决定。

  时间紧,迫在眉睫;任务重,责任如山!谁能担此重任,还是张柏楠。

  张柏楠带领科研人员以一种“壮士断臂”的心情走上了试验场,他们将研制流程由1年压缩到半年,不行,再压缩到两个月,不知用了多少个不眠之夜,也不知经过多少次的试验验证,一种新型缓冲器在他们手中诞生了。

  2003年9月20日,这件安全、保险、完善的器件,被装在了昂首待发的神舟五号飞船上。 

  张柏楠简介

  1962年6月生于黑龙江齐齐哈尔,1980年考入国防科技大学固体力学系,1987年获中国空间技术研究院空间飞行器设计专业硕士学位,1997年任飞船系统副总设计师,2004年1月任飞船系统总设计师。先后获“神舟号试验飞船”国防科技一等奖和载人飞船国家科技进步特等奖。

 


原载于《太空探索》2005年第十二期  
 
   
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