“白烟”追凶、解体疑云、爆炸迷案……航天“归零”背后的启示

案例一：“白烟”追凶

在一次飞行试验中，飞行器出现了控制异常，几秒钟后失控坠毁。后来在分析录像时，发现发动机在飞行时有断续不等的白烟出现，此后就没有了遥测数据。

数据不足，问题的“归零”过程很艰难。作为专家组组长，我很伤脑筋。我们为此开了很多次专家咨询会，我认为不能排除发动机工作异常，但也有专家持不同意见。

经研究，院里决定把已经沉入大海的飞行器包括发动机打捞上来，眼见为实。

打捞上来的发动机残骸显示发动机有烧蚀现象。原来，“白烟”是发动机进入亚临界工作状态并触发了二次点火，使得发动机燃烧室尾喷管组件出现过热并逐步破损造成的。

案例二：解体疑云

有个型号两次飞行试验两次都解体坠毁，由于飞行过程很短，遥测数据采集有限，问题“归零”一时陷入僵局。

根据遥测数据，我们发现有几千牛·米的滚动力矩。这么大的滚动力矩从哪里来的？

大部分专家猜测是遥测数据不准确，又把气动、颤振专家都请到场研究，大家都不认为飞行器气动外形存在设计缺陷，但我依然对气动外形的这个故障分支抱有很大的怀疑。

为此，我特意请来专业单位的有关人员，用CFD（计算流体动力学）来计算验证气动外形的设计是否存在问题。最终算出来，如果气动外形发生变形就会产生几千多牛·米力矩。

后来，他们又去外地做了风洞试验，按照这个力矩，舵面最后掉了下来。这说明飞行器在飞行过程中有气动弹性变形并伴有颤振现象发生。

案例三：爆炸迷案

又是一次飞行试验，型号前半程飞行很正常，但到末段时遥测信号突然消失。后来根据红外光学测量图像、遥测数据、残骸和落区工作组现场人员的观察结果进行综合分析，认为是引信提前起爆的原因。

因为之前从未出现过类似现象，为此我们成立了“归零”专家组展开调查。经过大量试验和咨询专家，初步判断是电磁兼容问题，疑凶指向“静电影响”。

但问题又来了，什么样的飞行高度、环境、时间积累会产生如此大的静电？围绕这几个要素，专家组和型号队伍一起研究静电产生、传导和作用的全过程。结果发现是EMC（电磁兼容）国军标中的某项指标不合格。经过地面电磁兼容试验，验证了引信电磁兼容设计存在缺陷，迷案真相大白。

案例四：合理存疑

有次飞行试验，型号一开始的飞行姿态就出现了不正常现象。这个现象我们一般都会怀疑是型号上的产品有故障，为此型号队伍在“归零”路上困扰了一段时间。

作为“归零”专家组组长，我认真看了他们的遥测数据和设计资料，特别是发射热力学数据。

研究了整整3天，我发现其中部分数据存在问题，主要集中在数据计算方法方面。

这个发射热力学数据是请一所大学计算的。针对这个计算结果，他们又复核了一次，坚持认为计算得没有问题。但我始终怀疑计算模型有偏差，结果不真实。

最后，通过飞行器残骸分析，发现问题是与发射产生的尾焰热流场有关系，其中的连接器烧蚀造成电气系统短路，这也有力地证明了前期发射热环境计算存在问题。问题得到了解决，后续飞行试验一路绿灯。

案例五：失速深究

有次飞行试验，飞行器飞行过程中的俯仰角不断增加。由于速度过低、俯仰角过大，飞行器最终失速坠毁。

该飞行器是闭合回路，之前自主飞行试验发发成功，这次突然失利，很让人费解。“归零”专家组经过研究，决定细致调查此次飞行器状态有没有变化。

经调查，我们发现飞行器内埋进气道前面增加了两个高起的垫块，而增加的这个垫块并没有经过动态试验。飞行器突出物增加和外形的改动不仅会引起阻力增加，也会影响发动机进气效率，而导致发动机实际输出推力偏低。在各种因素的综合作用下，飞行器飞行速度下降，最终失速坠地。

案例六：为风“正名”

在一次飞行试验中，原本飞行正常的飞行器出现了左侧偏并持续增大的现象。在这种情况下，地面启动了复飞应急预案，但由于飞行高度过低，最终导致飞行器受损。

在问题“归零”过程中，有一种意见认为，飞行器侧偏是由于当时风太大。我是坚决不同意这个结论的，因为我们设计的所有飞行器都要与风打交道，都要有一定的抗风能力。基于此，我认为一定存在某种内因才造成了这种现象。

几次讨论后，专家组提出将机翼、副翼等的气动弹性变形因素纳入考虑。最终发现问题原因是机翼气弹变形、副翼结构变形和间隙，有侧滑时飞行器自身控制能力裕度不足，在遭遇切变垂直风复杂干扰时，干扰力矩超出了飞行器的控制能力，导致纠偏控制失效，最终出现侧偏超限。所以，在这个问题上，机翼与副翼才是内因。

案例七：相信事实

有一次，飞行器按照目标点飞完全程，但没有命中目标。后经过遥测数据分析，原因是给导引头供电的电池组输出电压为零，导引头没有工作。

在问题“归零”过程中，专家组确定了两个方向：一是电池自身可能存在问题，二是连接器连接存在问题。

排查方向确定后，负责连接器的总装厂进行了改进，但承研产品的研究所坚决不同意专家组的判断。面对质疑，专家组采取实物检查的方式，以事实说明问题。

最终，问题定位在电池生产过程中使用的胶液不符合行业标准，具有流动性，导致渗入接线柱螺接部位，造成电池异常。

案例八：勇于破局

一型号在点火起飞后按照预定航迹爬升，但没过多久就坠毁了。这个问题的“归零”过程非常艰难，原因也来自多个方面。

一是技术复杂，这个型号的发动机是新改进的，使用的电机和滑油泵也都是首次应用；二是问题现象复杂，虽然飞行器坠毁的最终原因是滑油泵停转带来的发动机停转，但滑油泵停转是否有其他深层次原因仍需深入分析；三是受限于产品数量，不具备原状态问题复现条件，很多机理性的分析没有实物试验佐证。此外，问题涉及的两家单位也存在着技术层面的争论，让专家组工作难上加难。

为找到故障的准确原因，专家组和型号队伍一起开展了大量的数据分析、仿真分析和试验工作。历时3个月，最终发现开关磁阻发电机造成的干扰因素、滑油泵控制器抗干扰能力不足等薄弱环节，也发现了飞行器电路设计存在不符合标准规范之处，问题最终得以“归零”，型号研制再次起航前进。