英雄出少年

他们把我国首枚固液探空火箭送入蓝天。17名大学生在中国航天史上写下了浓墨重彩的一笔。

“……3，2，1，点火！”2008年12月2日12时02分，酒泉卫星发射中心。随着“嘭！”的一声巨响，中国首枚以固液混合火箭发动机为动力的探空火箭“北航二号”犹如离弦之箭，一飞冲天，在广袤的西部戈壁中，伴随着一轮当空红日，镌刻成一幅完美的画面。

继2006年11月1日的“北航一号”——中国第一枚完全由本科学生独立设计完成的探空火箭发射成功后，北京航空航天大学宇航学院17名同学又为中国航天史写下了浓墨重彩的一笔，实现了我国固液火箭成功进行飞行试验零的突破。

“我们也能用固液火箭将航天员送入亚轨道！”

2006年11月，大四本科生保送研究生的名单刚刚确立之时，宇航学院立即在“北航一号”的基础上，启动了“北航二号”固液混合火箭发动机探空火箭的学生研制计划，提出要自主研制出能达到工程应用的首枚固液探空火箭！这是一个大胆的设想，固液混合火箭发动机将传统固体和液体发动机的优点结合在一起，它安全性好、推力可调节、成本低，然而这种火箭发动机设计相当复杂，我国曾经进行过此种发动机的研制，但是还没有飞行成功的先例，这个项目有可能成功吗？

12名有志于开拓创新的青年学子满怀信心地报名参加了项目组（后又有2名研究生参加），被划分到火箭总体与结构系统、动力系统、分离回收系统、控制系统、有效载荷系统和发射系统六个不同部分去工作。

大家马上开始了火箭的初步设计工作。通过在图书馆和网站查阅资料、学习“北航一号”的设计经验、对航天科研院所进行调研、请专家对项目进行指导，同学们渐渐进人工程研制的状态，在把书上理论知识运用到工程实际的过程中，却碰到了许多预想不到的问题。

分离回收系统的设计方案是在“北航一号”原方案基础上进行改进，但因为火箭结构、分离速度等状态不同，方案经过反复修改，花费了半年多的时间才最终确定。有时，还会碰到研制的瓶颈或试验上的挫折，此时大家不免有些着急和灰心。长期从事火箭发动机研究的老师鼓励同学们说：“美国已经有了用固液火箭将宇航员送人亚轨道的先例，我们北航在这方面的研究也有一些基础，大家应该有信心也有这个能力独立研制中国自己的固液混合动力火箭！”宇航学院专门为同学们安排了11位指导教师，学校也把“北航二号”项目选拔到国家大学生创新性实验计划当中，全力支持学生们的创新性实验。

项目组的同学备受鼓舞，全身心投人到试验当中。2007年的暑假烈日炎炎，酷暑难当，“北航二号”的成员都没有回家，十几个人在实验室打地铺，一次次地做试验、采集数据、分析结果、改进方案、再次试验……火箭最难设计的部分就是发动机，所谓“固液混合”，“固”指固体燃料，是丁羟橡胶，“液”指液体氧化剂，是N2O（俗称笑气），如何控制氧化剂的稳定流量、如何点火、如何使它们充分燃烧……要把这些问题认识清楚并在工程上实现，需要进行大量的理论分析和试验验证。

负责发动机总体设计的李君海同学介绍说：“我们在学习固液混合火箭发动机理论研究成果的基础上，循序渐进地进行试验研究，设计了3种发动机推力室：有的用来研究固体燃料的燃速。有的用来检验固体燃料设计，包括结构、药柱型面的可靠性和内弹道性能。有的是飞行用全尺寸发动机推力室，对飞行用发动机进行地面试验研究，得到飞行用发动机推力、燃烧室压强、燃烧稳定性和效率等性能参数，同时验证发动机的可靠性和稳定性。”

在不断的试验过程中，团队充分发挥了创造性，在技术上有很多的创新点，相关技术已经申请了3个专利。

试验场地安排在云岗101研究所内，试验条件比较艰苦。团队成员邓代英说：“夏天山上的蚊子成群结队，穿短袖衣服不一会儿胳膊和脖子都被集中攻击。大家只好忍着酷暑穿长袖的衣服，最后干脆用工作服把头围上，汗水浸透了我们的衣服。冬天山上温度比城里低几度，而在安装时，戴手套会影响安装效率。因此同学们都不戴手套进行发动机的安装，好多同学的手都冻裂了……”

2007年的五一劳动节，项目组成员进行输送系统中流量控制元件——文氏管的流量特性试验，这是最关键的部件之一。已经做了上千次的实验了，为了让火箭6月份的发射试验能够如期进行，成员们在实验室通宵冲刺。动力组的袁宇说：“那几天我们都不知道什么是累，饿了就在实验室煮点吃的，困了就在车上睡一会儿。看着我们自己的试验成果，大家都感到特别有成就感。这个劳动节很有意义。”

经过一年多的艰苦研究，用于验证固液混合火箭发动机飞行性能的“北航二号”的雏形设计完成了。项目组所有成员等待着他们亲手研制的火箭能够一飞冲天，去实现年轻的航天人之梦。

“失败只说明科研的道路是艰辛曲折的”

2008年6月6日清晨，蓄势待发的“北航二号”满载着团队成员的希望矗立在酒泉卫星发射中心的发射架上。7时40分，当“点火！”指令发出后，全体师生屏息凝视，“嘭！”火箭在发射架上爆炸了……沉寂、失望、疑问、自责……发射失败给所有成员沉重的打击。

面对这一突如其来的状况，学校负责人带领大家把火箭爆炸后的残骸收集起来，之后召集所有团队成员来到会议室。看着大家一言不发地低着头，他走到每一位成员的旁边轻轻拍了拍大家的肩膀，说道，“失败并不可怕，失败只说明科研的道路是艰辛曲折的。在战略上我们要渺视它，但在战术上重视它。让我们以更大的勇气和毅力继续前进。”

团队成员开始分析总结火箭爆炸的原因。大家首先反复观看录像，把发射时录像与发动机地面热试车时的录像进行一帧一帧地对比。大家得出初步结论，火箭是在输送系统正常工作后点火瞬间由于压力峰过高产生了爆炸。

初步找到问题之后，大家要做的是故障归零。这需要对设计参数和先前的试验数据进行审核，利用现有条件开展试验进行故障复现并初步找到问题解决方案。二话没说，所有成员在酒泉卫星发射中心马上进行相关的工作，大家都憋着一股劲，一定要把故障初步原因分析清楚。负责点火技术的史刚同学告诉记者，在这期间正好赶上端午节，却没有一个人休息。

经历了这次失败，大家对于每个环节的要求更加细致，每次实验数据都要控制在误差范围以内。团队成员相互叮嘱，“这次再不能有一丁点儿马虎，要有准确的数据确保火箭的状态。”通过氧化剂温升试验和推力室爆破试验的结果，分析点火器与氧化剂配合工作时压力峰大小，最终找到了发射失败的故障原因。

实验结果与团队成员对失败原因的初步判断相符，但想要进行再次发射，需要做的工作还有很多。除了对火箭关键部件进行重新设计以外，还要进行更多的验证试验。而此时正好赶上奥运会，市内无法完成实验。为了不耽误火箭的研制，有家研究机构为学生提供了试验场所，让学生把3个月期间的所有实验临时转战那里。4名成员放弃了在北京观看奥运会的机会，3个月的时间，他们在内蒙古呼和浩特郊区搭建发动机试车台，没有一点儿怨言。吴俊峰回忆当时的情景时说：“当时心里就想着，一定不能让大家的心血白费，一定要让火箭升空。”其实他们也关注着北京奥运会，却只是在每天工作之余打开电视，关注中国健儿的消息。

接下来的几个月时间，整个团队几乎都是在实验室里度过的。跟从前相比，实验室里少了些轻松，增添了紧张严肃的气氛。一次次地试验、一次次地校正、一次次地修改。在第一次设计的基础上，对推力室头部连接部分进行了加强设计。使火箭在保证一定的出架速度的条件下，降低了点火压力峰，另外扩大喷管喉径，降低燃烧室压强，增加安全性。火箭各个部分终于在2个月后全部准备完毕。在所有细节都反复确认、火箭所有部件状态正常的前提下，他们再次踏上发射之旅。

“只许成功，不许失败”，和前一次相比，他们更加自信。

2008年11月26日晚上。“北航二号”的同学们将火箭部分部件和相关物品装车，准备向酒泉出发。经过2000多公里的长途跋涉，项目组于29日晚上8时到达酒泉卫星发射中心！

“北航二号，是你让我们的梦想飞翔！”

在酒泉卫星发射中心，“北航二号”各项准备工作有条不紊地进行着，包括调整、全箭状态检查、试滑、发射演练等相关工作。项目组每天晚上都召开工作会，及时有效地汇总当天的工作情况以及提出新发现的可能存在的问题，大家经常讨论到深夜。一次次的工作会、评审会；一次次的试验测试与演练；一次次的预想各种可能的问题和提出解决方案……准备工作足足进行了2天的时间。

12月2日清晨，西部大戈壁还处于沉睡当中，“北航二号”的全体成员已经严阵以待，开始了最后的发射准备工作。发射前10分钟，压力传感器拆除后，马彬老师和袁宇成了最紧张的人，他们必须在3分钟内拧完蒙皮上的26个螺钉，以确保火箭准时发射和发射时的状态。前一天演练时戈壁滩上的温度只有-6℃，寒风肆虐，手冻僵了，扳手掉到地上，因此这次还专门安排了成员为他们迅速捡扳手，防止意外情况出现。

12时02分，望着“北航二号”探空火箭在天空中画出的完美弧线，发射中心沸腾了！这次真的成功了！笑声、掌声、泪水、拥抱……两年多的艰辛在此时全部被喜悦代替。

看着自己亲手设计的火箭飞向蓝天，团队每一名成员百感交集。两年多来走过的历程，让同学们受益匪浅。负责发动机设计和试验的李茂、邓代英等同学深有感触地说：“以前虽然学过火箭发动机、流体力学、空气动力学的课程，但实际设计制作一个发动机需要掌握大量书本上学不到的工程实践知识和经验。我们发动机组的同学电脑设计图合成完毕以后，在老师和航天六院专家指点下，先后修改了十几次，真正体会到根据理论设计与工程实践的各自特点。”

火箭研发是宇航学院航天人才培养新模式的一个有益探索，学生们在本科阶段就全程参与了火箭设计、制作、试验、发射的整个过程，理论与工程实践相结合，是该校航空航天特色和工程技术优势在人才培养上的一个体现。

北航从2002年就开展了大学本科生设计制作探空火箭项目，探索了一种通过大型科技制作项目来培养航天优秀人才的模式。“北航一号”和“北航二号”探空火箭研制的全过程都由学生独立完成，包括设计、制造、装配、运输以及发射等过程。这样，通过不同专业学生的合作，培养了学生的专业综合能力；通过理论结合实际，培养了学生的创新能力；通过产学研结合，培养了学生的工程实践能力；同时利用项目的开展，培养了学生团结协作精神。

在回程的汽车上，大家没有了第一次来这里时的新奇感，却增添了对基地的一种崇敬：在祖国大西北的荒漠深处，有着这么一片宝贵的土地，生活着这么一群敬业的航天人；这里没有都市的繁华喧嚣，没有江南的风景情调，有的只是荒漠，有的只是砂石；日复一日，年复一年，中国航天人在这里与戈壁为伴，与日月星辰为伴，与中国航天同呼吸……

（北京航空航天大学　邓　怡　廖　行）