长七A首飞失利原因：助推器氧箱出流口发生空化现象

火箭飞行持续到168秒时，开始变得不对劲，随后一切戛然而止，海南文昌的天空迅速恢复黑暗。

2020年3月16日21时34分，我国在中国文昌航天发射场组织实施长征七号A运载火箭首次飞行任务，火箭飞行出现异常，发射任务失利。

那时全国正处于新冠肺炎疫情最严重的时期，作为当年宇航三大首飞任务的第一个，长七A火箭失利的消息如同一片乌云飘来。

顶着巨大压力，长七A团队迅速定位故障。归零中，他们总共梳理出201个项目，完成了28项大型试验。2021年的这个春天里，长七A火箭再次起飞，迎来胜利。

168秒，失控了

那原本只是一个寻常的火箭发射之夜，和以往一样，中国文昌航天发射场指控大厅灯火通明，各个岗位早已准备就绪，随着大屏幕上的倒计时数字变成零，“点火”指令发出。

火箭起飞，在预定的时间一级分离，大家纷纷鼓起了掌。但就在这时，长七A火箭总体主任设计师魏远明心里咯噔了一下。

“我当时临时负责切换视频，因为一直盯着，看得很清楚，那时就发现分离时候的火光和我经验认知中的不太一样，已经感觉情况不对。”他回忆说。

随后，飞行到168秒时，电脑屏幕上出现的曲线明显变得异常直至空白，所有人都愣住了。人们脸上被震惊、遗憾、疑惑等交织在一起的复杂情绪笼罩，不少人一时没能回过神来。

“心里很慌但立马告诉自己冷静下来。”长七A火箭动力系统指挥周宏记得，她和同事们迅速从座位起身，聚集在型号“两总”周围。

没人能够想得通：在速度、高度等数据都正常的情况下，飞得好好的火箭怎么就毫无征 兆突然失控了？

到底哪里出了问题？

连夜拿到遥测数据后，研制团队一起研判、分析，确认各自负责产品的状态，直到第二天早上。

但要弄明白具体哪里出了问题并不容易。于是，团队就使用故障树的方法分析：按照嫌疑大小程度分级展开，抽丝剥茧，层层进行分解，最终定位到了原因——助推器氧箱出流口发生了空化现象，可能导致泵入口压力降低，不满足发动机工作的下限要求。

“当时发动机出现了同样的症状，我们就从这一点入手反复推测，逐渐有了大致判断。”长七A火箭总体副主任设计师邵业涛说。为了验证他们的想法，需要做缩比试验——在试验中将当时出现问题的过程模拟出来。

那时候疫情防控措施依旧非常严格，不少工厂、高校都放假，他们只能想尽办法多方协调联系，派人专门赶去深圳做试验。邵业涛与同事摸索着搭建试验系统，不断细化、调整试验方案，工作节奏紧密而有序。最终，这个试验的结果与最初的设想几乎完全一致。

创新探索之路上的坎儿

据悉，长七A火箭是在长七火箭的基础上改进设计，把长三甲三子级和长七组合，形成的一个三级火箭。为了进一步提升运载能力，当时各个系统都进行了优化改进，并得到了充分验证。

“航天人对于轻巧和效率的追求永无止境，一直不断探索边界、探索系统的极限，但是创新的过程中难免有风险。”长七A火箭试验队01指挥员马忠辉表示，“回过头来看，问题解决起来并没有非常复杂，但当你没有认识到的时候，这就是一个坎儿横在你面前。”

20天左右的时间，长七A遥一火箭故障的最终定位完成。为确保万无一失，研制团队后续又做了大量试验和仿真。

“如今，火箭的精细化程度越来越高，以前被忽略、被弱化的因素要重新放在阳光下进行梳理。”魏远明表示。

总体设计部三室强度组副组长吴浩通过视频和遥测数据，创新开展了多系统联合精细化的有限元仿真分析。刚开始，因为模型十分庞大，计算一次需要24小时，时间太长，她就不停地重建、细化模型。“10天之内开展了近百次的分析，甚至出现了‘鼠标手’的症状，最终将模型计算时间从24小时缩减到3至4个小时。”她表示。

那段时间，疫情防控需要执行隔离措施，为不耽误工作进度，研制团队想出了“集体隔离”的办法，大家过起了每天从单位到宾馆两点一线的生活，大部分人的状态是：即便每天坐的班车经过家门口也没回家，晚上忙到一两点也是家常便饭。

2020年6月12日，长七A火箭完成归零评审，前后持续了89天。整整9个月后，长七A火箭复飞成功，乌云散去，春光明媚。望着箭去楼空，早有人悄悄湿了眼眶。

文/中国航天报记者 郑恩红

图/田玉蓉 吴桐小雨