探空火箭的推進系統(tǒng)已完成初步裝配,但一個棘手的問題橫亙在所有人面前,發(fā)動機必須通過地面熱試車驗證性能,否則絕無可能貿(mào)然裝機。
楊院將手中的技術報告擺在桌上:“火箭發(fā)動機不是紙上談兵的玩意兒,它是集空氣動力學、工程熱物理、傳熱傳質(zhì)、機械強度等多學科于一體的復雜系統(tǒng)。內(nèi)部的氣動特性、熱力分布和材料耐受度,光靠理論計算和模擬仿真根本無法完全掌握,必須用實打?qū)嵉脑囼炚页鲭[患。”
王總工也在旁補充道:“這就是航天行業(yè)說的熱試車,是發(fā)動機上天前的最后一道生死關。性能驗證、可靠性考核、故障診斷,所有關鍵環(huán)節(jié)都得在試車臺上完成。推力、燃燒效率、推重比這些核心參數(shù),還有極端工況下的穩(wěn)定性,都得通過點火試驗實打?qū)崪y出來。”
可現(xiàn)實的困境擺在眼前,新建專業(yè)試車臺需要巨額經(jīng)費,光是審批流程就得耗上數(shù)月,而T-7M項目的進度節(jié)點早已刻在國家航天建設和機電設計院的日程表上,根本耽誤不起。
“沒錢沒時間,難道就眼睜睜看著項目卡殼?”周振申急得直跺腳,他剛和王北海好不容易解決了軟磁材料的難題,沒想到又遇上了新的攔路虎。
王北海眉頭緊鎖思索著說道:“專業(yè)試車臺咱建不起,但能不能找個現(xiàn)成的地方改造?只要能滿足封閉環(huán)境、安全隔離、便于觀測這幾個條件就行。”
楊院聞言點了點頭,這話正好說到了他心里,這也是他和院里幾名領導商量出了的對策,于是開口說道:“王北海同志這個思路也正是院里的意思,這樣,咱們設計院的同志們分頭行動,去上海市郊找找合適的地方,必須遠離居民區(qū),還要能嚴格保密。”
接下來的三天,王北海、周振申跟著楊院和王總工跑遍了松江、嘉定、青浦的郊區(qū)。廢棄的倉庫不夠堅固,符合條件的廠房距離市區(qū)太近,山間的窯洞又難以鋪設管線,初步篩選的幾個候選地點都因不符合要求被排除。直到第四天下午,他們驅(qū)車來到松江縣江灣機場附近,一片荒草叢生的空地盡頭,一座敦實的混凝土建筑映入眼簾,那是抗戰(zhàn)時期留下的廢舊碉堡。
這座碉堡通體由厚達八十厘米的鋼筋混凝土澆筑而成,墻面布滿彈痕,卻依舊穩(wěn)如磐石。
“就是它了!”楊院快步走上前,撫摸著粗糙的墻面,“墻體足夠堅固,能抵御發(fā)動機試車時的高溫高壓和沖擊波;位置偏僻,遠離居民區(qū),保密工作也好做;而且內(nèi)部空間規(guī)整,正好能改造為核心試驗區(qū)。”
王總工繞著碉堡勘察一圈點頭附和:“確實蠻合適,咱們把內(nèi)部清理出來做試車間,外部砌上水泥墩子當試車架,再搭建簡單的測控和安全系統(tǒng),一個土試車臺就能成。雖然簡陋,但滿足基本的試車需求沒問題。”
可新的難題又出現(xiàn)了,設計院經(jīng)費緊張,根本請不起工程隊,所有改造工作只能由科研人員自己動手。
“怕什么,當年打仗的時候,前輩們連槍都能自己造,咱還能被砌墻接管線難住?”老壇擼起袖子,露出黝黑結實的胳膊,他經(jīng)過幾年部隊的歷練,瓦工和電工的活兒都略懂一二。
王北海也跟著響應:“老壇說得對,為了項目,咱們都當回臨時工匠。”
周振申看著眼前破舊的碉堡,雖然心里對這種土辦法有些犯嘀咕,但也知道這是唯一的出路,當即說道:“我也加入,多個人多份力。”
經(jīng)過設計院的領導和江灣機場交涉完后,改造工作第二天一早就正式啟動了。天剛蒙蒙亮,王北海、老壇還有周振申帶著十幾名科研人員,拉著水泥、沙子、磚塊、管線和工具,浩浩蕩蕩地來到江灣機場。打開碉堡銹跡斑斑的鐵門,一股潮濕的霉味撲面而來,內(nèi)部陰暗潮濕,地面布滿碎石和灰塵,墻角還結著蛛網(wǎng)。
“先清理場地。”王北海一聲令下,眾人立刻行動起來,有的拿鐵锨鏟土,有的用掃帚清掃,有的搬抬廢棄的雜物,沒用多久就把碉堡內(nèi)部清理得干干凈凈。
接下來就是和水泥跟砌墻的活兒,老壇當起了技術指導,教大家如何配比水泥和沙子:“水泥和沙子按一比三的比例混合,水要慢慢加,攪拌到?jīng)]有結塊,手感黏稠但能流動就行。”
王北海脫下白襯衫,只穿一件背心,挽著褲腿站在泥堆旁,雙手緊握鐵鍬奮力攪拌,汗水很快順著額頭流下,在臉上沖出一道道泥印。
周振申從小沒干過這種粗活,握著鐵鍬的手很快就磨出了水泡,但他咬著牙沒吭聲,學著王北海的樣子笨拙地攪拌著,臉上和身上都沾滿了水泥漿,早已沒了往日公子哥的模樣。
眾人分工明確,有的和泥,有的搬磚,有的砌墻。碉堡內(nèi)部需要分隔出試車間和觀測室,他們沿著預定線路砌起半米高的隔墻,既不影響通行,又能在試車時阻擋部分沖擊波。最關鍵的是在碉堡西側(cè)墻體開出一扇小窗作為觀測口,窗口鑲嵌上從廢棄實驗室找來的加厚鋼化玻璃,既能清晰觀察發(fā)動機試車情況,又能抵御高溫和碎片沖擊。
“小心點,別把玻璃弄碎了。”老壇站在梯子上,指揮著下方的人慢慢將玻璃嵌入預留的窗口,再用水泥仔細封邊。
外部的試車架建造同樣不輕松,他們需要用磚石和水泥砌起兩個高達一米的水泥墩子,用于固定發(fā)動機并傳遞推力。為了保證穩(wěn)定性,水泥墩子深入地下半米,內(nèi)部還埋設了加固鋼筋。王北海與周振申負責水泥澆筑,雖然累得氣喘吁吁,但看著逐漸成型的水泥墩子,心里也生出了幾分成就感。
土建工程完成后,就輪到了管線鋪設和電路安裝,這是試車臺的“神經(jīng)中樞”。根據(jù)發(fā)動機試車需求,他們需要搭建氧化劑供應子系統(tǒng)和燃料供應子系統(tǒng),每個子系統(tǒng)都得配備增壓系統(tǒng)、液路系統(tǒng)、吹除系統(tǒng)和排放系統(tǒng),才能逼真模擬發(fā)動機的實際工作流程。
王北海和老壇帶著幾名懂機械的技術員,小心翼翼地鋪設耐腐蝕的不銹鋼管路,每一個接口都用密封膠帶仔細纏繞,再用扳手擰緊,確保不會出現(xiàn)泄漏。
“這些管路直接接觸推進劑,容不得半點馬虎,否則試車時就是大事故。”王北海邊檢查接口邊叮囑身邊的技術員。
電路安裝則更考驗耐心,試車需要24伏直流電點火,他們找來幾節(jié)大號干電池串聯(lián)起來,通過導線連接到發(fā)動機的點火裝置。沒有專業(yè)的配電盤,就用木板自制了簡易支架,將電池、開關和導線整齊排列固定。
周振申以前接觸過電子設備,主動承擔了接線工作,他對照著電路圖,一根一根地連接導線,時不時用萬用表測量通斷情況。點火電路是關鍵,必須保證接觸良好,否則點不著火不說,還可能損壞發(fā)動機。他專注地盯著接線端子,額頭上滲出了細密的汗珠。
測控系統(tǒng)的搭建是最具技術含量的環(huán)節(jié),雖然沒有專業(yè)的測控中心和顯示屏、儀表盤,但他們必須測量發(fā)動機的壓力和推力這兩個核心參數(shù),這直接關系到發(fā)動機性能的評估,后續(xù)的平均推力、總沖、比沖等重要參數(shù),都得靠這兩個數(shù)據(jù)推算。
王總工從研究所借來幾臺應變式壓力傳感器,這種傳感器能利用金屬電阻應變效應,將物體的物理變形轉(zhuǎn)化為電阻變化,再通過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏枯敵觯瑥亩珳蕼y量壓力和推力數(shù)值。
“咱們把傳感器固定在試車架上,發(fā)動機工作時產(chǎn)生的推力會傳遞到車架上,傳感器就能捕捉到形變信號。”王總工手把手地教大家安裝傳感器,“接線的時候要注意屏蔽干擾,不然測量數(shù)據(jù)會失真。”由于沒有自動化采集設備,他們只能用筆記本記錄傳感器輸出的電量數(shù)值,再通過公式手動換算成壓力和推力數(shù)據(jù)。雖然原始,但在當時的條件下,這已經(jīng)是最可行的辦法。
安全消防系統(tǒng)也絲毫不敢馬虎,發(fā)動機試車時會產(chǎn)生高溫火焰和有毒氣體,他們在碉堡頂部安裝了簡易的通風管道,用于排出廢氣。在試車間周圍擺放了多具干粉滅火器和沙土桶,萬一發(fā)生火災或泄漏,能及時進行處置。同時,他們還在碉堡外劃定了安全隔離區(qū),設置了警示標志,明確了緊急撤離路線。
“安全是第一位的,哪怕試驗失敗,也不能出人員傷亡。”楊院反復強調(diào),還組織大家進行了應急演練。
就這樣,一群平日里拿慣了圖紙和計算尺的科研人員,硬生生變成了瓦匠、電工、管道工。白天,他們頂著烈日干活,汗水浸濕了衣服,手上磨出了水泡,卻沒人叫苦叫累。晚上,他們回到設計院,還要整理當天的工作進度,修改改造方案,準備第二天需要的材料和工具。
經(jīng)過整整十天的奮戰(zhàn),這座廢舊碉堡終于完成了華麗變身,成為了一座功能齊全的“土試車臺”。碉堡內(nèi)部,清理后的空間被分隔為試車間和觀測室,試車間中央的水泥地面上,兩個堅固的水泥墩子穩(wěn)穩(wěn)矗立,上面預留了固定發(fā)動機的螺栓孔;墻壁上整齊排列著各種管線,分別連接到氧化劑和燃料儲存罐;觀測室的鋼化玻璃窗口擦拭得一塵不染,旁邊擺放著記錄數(shù)據(jù)的桌椅和傳感器接收設備。碉堡外部,通風管道高高豎起,安全隔離區(qū)的警示標志清晰醒目,幾具滅火器整齊地擺放在指定位置。
雖然這座試車臺和專業(yè)設施比起來顯得格外簡陋,沒有高大上的自動化測控系統(tǒng),沒有密密麻麻的顯示屏和儀表盤,點火電源只是幾節(jié)串聯(lián)的干電池,數(shù)據(jù)記錄全靠人工手寫,但它卻凝聚著所有科研人員的心血,具備了發(fā)動機熱試車的核心功能。
按照分類,這座試車臺屬于水平式穩(wěn)態(tài)測試試車臺,雖然對側(cè)向力的敏感性較低,存在一定誤差,但足以滿足T-7M探空火箭發(fā)動機的初步性能驗證需求。
試車前一天,楊院帶領所有人對試車臺進行了全面檢查。王總工仔細核對了傳感器的安裝位置和接線情況,確保數(shù)據(jù)采集準確;老壇逐一檢查了管路接口和密封情況,用肥皂水涂抹在接口處,確認沒有氣泡泄漏;周振申測試了點火電路的通斷,保證點火裝置能正常工作;王北海則檢查了安全消防設施,確保滅火器能正常使用,撤離路線暢通無阻。
“同志們,明天就是關鍵的熱試車了。”楊院站在碉堡前,看著眼前這群滿身塵土卻眼神堅定的科研人員,語氣沉重而有力,“這座‘土試車臺’是咱們自己一磚一瓦建起來的,它承載著咱們的希望,也承載著國家的航天夢想。發(fā)動機的推力、燃燒效率、穩(wěn)定性,所有關鍵參數(shù)都要在明天的試驗中驗證。我相信,只要咱們齊心協(xié)力,一定能順利完成這次試車任務!”
眾人齊聲響應,聲音洪亮,回蕩在江灣機場的上空。夕陽西下,金色的余暉灑在碉堡上,耀眼奪目。王北海和周振申并肩站在觀測窗前,看著里面靜靜等待測試的發(fā)動機,相視一笑。從曾經(jīng)的“死對頭”到并肩作戰(zhàn)的伙伴,從尋覓軟磁材料到共建試車臺,他們一起經(jīng)歷了挫折與考驗,也結下了深厚的友誼。
“明天,就看咱們的了。”王北海說道。
“放心,肯定沒問題。”周振申眼神堅定,經(jīng)過這段時間的歷練,他身上的公子哥嬌氣早已褪去,多了幾分科研人員的堅韌與擔當。
夜色漸濃,江灣機場恢復了寧靜,只有那座廢舊碉堡改造的試車臺,在月光下靜靜矗立,等待著第二天黎明的到來。一場決定T-7M探空火箭推進系統(tǒng)命運的熱試車,即將在這里拉開帷幕。
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第85章 江灣機場發(fā)動機熱試車1
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