火箭发射的瞬间

　　青春彩练当空舞

　　【火箭升空镜头

　　几千年来，人们一直对神秘的太空充满了向往，但真正实现飞向太空的梦想已经是上个世纪60年代的事情。到目前为止，能够帮助我们进入太空的工具只有一种，那就是火箭。火箭的制作成本昂贵，被称做是最精密复杂的飞行器。每设计制造一枚火箭都要经过反复的试验。

　　【北航外景,校园空镜,学生上课

　　2005年秋天,北京航空航天大学宇航学院决定做一个探空火箭的项目,只不过这枚火箭的设计者不是专家也不是教师，而是十几位大学四年级的学生。火箭的种类很多，技术要求有很大差异。这十几位大学生的任务是设计一枚相对最简单的气象探空火箭。

　　(张玉珠副院长) 因为我们立足点并不是要研制出来一个多先进的东西，我们的立足点是要培养这批学生。当时我们做了分析，觉得我们宇航学院我们三个专业，如果能把三个专业的学生都给集合在一起，做一个三个专业都有事儿做的这么一个项目。考虑来考虑去最后觉得做火箭这个项目最能体现这个特点。 (张莘艾) 其实在听到这个消息的时候自己有些不相信自己的耳朵，真的就想这么大一个项目竟然交给我们本科生去做。我们能做出来吗！？当时就有这种想法，但是突然就心中就挺激动的，就觉得自己想实现 作为一个航天人想要做一个具体的东西，学了这么多年学了三年多四年的时间，有这么个机会。当时就想知道就知道想把这个东西做成功其实挺困难的，有挺多困难在。

　　（何小英）我第一反应是觉得不可能实现，因为我觉得学生做还是有很大困难吧！然后跟老师讲了我的想法后老师说，我们还有很多专家可以指导，就是说从他的角度来看是可以做出来的，然后我们才觉得有点信心吧。

　　【集体出镜

　　这十几位学生分别来自宇航学院的飞行器设计专业，飞行器动力工程专业和探测制导与控制专业。由于品学兼优，他们已经被学校保送为硕士研究生。 飞行器设计专业的朱浩被任命为项目组的组长。

　　(朱浩) 因为探空火箭技术含量不是特别高，有一个发动机然后有一个控制，再加上一个总体的外形。如果没有问题的话就应该不会有太大问题。当时这样想的，一腔热情也充满自信。

　　【学生开会

　　2005年11月25号探空火箭项目小组正式成立并开始工作。组员们想到大学四年所学的专业知识即将派上用场，都显得很兴奋。

　　(朱浩) 分三个组，一个是发动机，一个是总体，一个是控制。

　　【多画面

　　朱浩所在的这个小组是发动机小组，另外几个成员是张莘艾，何晓英，王文龙，姚大林。总体小组由张凌燕，张晓天，王光远，唐万元，何兆伟组成。薛松柏，杨勇，周军华，姚伟组成了控制小组。

　　【火箭结构模拟动画

　　但火箭之所以被称为最精密复杂的飞行器。设计制造决不是一件容易的事。一枚最简单的火箭，也要由分离回收系统，动力系统，点火控制系统，数据采集系统，箭外测试系统和地面发射系统六个部分构成，系统和系统之间又有着千丝万缕的联系。

　　一个多月后，项目小组开了第一次碰头会，这次会议已经没有了项目组刚成立时的热闹场面。

　　(开会) 最大的推力现在肯定确定不了。谁算的，但是那个算出来误差太大了，他算的可能有问题，那个发动机配合，你的这个，还有有效载荷仓那边也是。有一些结构设计，这块你设计的进度比较慢。 各组的同学发现他们面对的第一个难题并不是技术上的问题，而是各组之间的协调出了问题。

　　(张玉珠副院长) 他们互相之间就是这个说那个那个说这个，但是这里边确实实际上就是他们工作过程，也是一个学习过程。因为设计一个东西确实是他们互相之间有些是相互制约的， 而且有些又是互相矛盾的。在那次会议上，他们争过互相埋怨过，有矛盾是正常的，而且关键就是怎么去解决这个矛盾。通过我觉得通过这个过程，实际上对他们这种团队协作是一个非常好的锻炼。因为你做任何一个事情实际上是需要一个团队来做的，并不是你某个人做。

　　【打篮球

　　年轻人的矛盾用一场篮球就可以解决,碰头会后，各小组之间不再各自为战。每周一次的情况通报会成为固定内容，各环节之间的衔接变得顺畅起来。

　　【校园空镜

　　2006年的春节过后,火箭的设计工作宣告完成。同学们把设计方案送到了国家某航空设计院请专家指导。

　　（薛松柏）我们就感觉自己设计的已经很完美了，什么东西也挺好的。但是那个总工程师说了最后给我们来了一句，简直就是木匠活！挺打击的。因为很多东西的确和他们工程上的很有距离，不是说距离的问题，是很有距离。

　　(张玉珠副院长) 应该说他们考虑的问题，有些问题不是特别实际。就有些东西是书本上的，从设计的先进性啊这些考虑到了，但是在实施起来在实际制作上不是那么切合实际。

　　（张晓天）就是我们的电路板，因为在这个火箭升空的过程中这个发动机会给它一个很大的过载，就是初步上升的时候。它很有可能在这个过程中对电路板造成破坏。这个一般来讲就是工程实际中要在地面上做一些这样的地面环境实验。就是来试一下它会不会在这么大的冲击下坏掉。但是这个实验对于我们这些学生来说是一个非常昂贵的实验，这个可以说是一个设计上的欠缺的环节。

　　【火箭动画

　　【零件加工

　　专家认为他们的设计方案偏重理论，实际操作性较差。同学们认真的记下了专家的意见，对设计方案进行了修改。尤其在设计方案的可操作性上做了很大改进。一个月后火箭进入零部件生产阶段。

　　【火箭发动机动画特写

　　对于一枚火箭来说能够顺利发射升空,并且达到设计的高度要求,关键在于火箭发动机的设计和制造，这是发动机组成员最大的难关。

　　(张莘艾) 我主要就是负责发动机的结构部分设计。这结构部分包括发动机的头盖，燃烧室和喷管，发动机的话它需要跟我们箭体进行连接，同时的话它这个发动机通过工作介质向外推，通过一个动量定理能够实现我们这个火箭的一个推力，就是它的喷管就是我刚才设计的喷管，它就是实现这部分的。应该说的话这个工作应该是比较重要。

　　【试车准备

　　2006年5月31日,项目小组准备对发动机进行地面热试车实验,实验的成功与否将直接关系到下一步火箭能否如期发射。

　　(张莘艾) 但所以说给自己提一个要求，首先从自己这个角度你自己个人负责这部分。你要把所有可能考虑到的因素全部都考虑进去，这样才能尽量避免避免就是最后一个失败，或者说有一些意外发生。

　　【张莘艾在现场查看

　　在实验开始前的最后时刻, 张莘艾还在现场仔细查看自己设计的发动机。

　　(张莘艾) 我当时的感觉就觉得心脏就是跳的速度明显比平常快一点。当时就聚精会神地看着我们大屏幕。

　　【试车镜头

　　(张莘艾) 我们整个发动机工作时间是五秒钟，刚刚前面一秒钟的时候它的压强风也出来了，包括最后达到它的稳定压强，这个过程当中就非常好。但是突然到了一点五秒的时候，它的那个燃烧室压强突然降低，降低到一个值之后，一直工作到发动机的结束为止。这个就是说本来是上去下来然后趋于平衡，然后暂时收尾。但是它这样上去之后坚持了一会，总共一个时间是一点五秒，突然下降一个非常低的一个值，然后一直到工作结束。这当时的话 当时就是说在一点五秒没有看它，工作结束的时候，已经听到老师说这个失败了。

　　【烧坏的喷管,火箭爆炸

　　做为发动机重要组成部分的喷管被烧穿,这个失败说明,如果在火箭发射时发生这种情况,火箭将无法升空甚至会爆炸。

　　(张莘艾) 但是心里就有一种侥幸，什么侥幸？希望这有可能是一种偶然，有可能这个偶然的话，有可能不一定说我们这个加工当中的话，类似于生产一个单位次品率，它有一个次品率，希望它是一个次品率，而且希望下一发。因为今天有两发，有可能下一发就是成功的。所以当时的话老师也没有说什么，我们也没有说什么，就等着第二发做准备。做下一发实验。

　　第二发的试验结果与前面第一发的试验结果如出一辙,同样是喷管被烧穿。项目小组的第一次试验以失败告终。

　　【烧坏的喷管

　　(张莘艾) 问题出在你这个部分的时候有可能心里有极强的一种就有那种内疚感，就觉得特别沮丧。然后就觉得有可能就觉得因为自己的失败，有可能是自己经验不足，有可能自己当时设计考虑的不是特点周全，就让导致了整个这个经济上的投入就化为泡影。那所有的东西的话，责任就可能在你张莘艾。 几天后,同学们帮着张莘艾找到了失败的原因,是喷管的产品质量出了问题,和张莘艾的设计没有直接关系。但项目小组还是把所有数据重新进行了一次测算。

　　两个月后,发动机的地面热试车试验再次进行。

　　【同学讨论研究

　　(张莘艾) 这次大家面部表情要比上次严肃很多,。特别是我我平时不戴眼镜，但是那时候戴上眼镜，然后就是一直盯着它，就一直目不转睛地盯着它。

　　【试车镜头

　　(张莘艾)超过了一点五秒之后没有出事情，然后就看着后面。曲线跟我们设计的非常吻合，当时的心情就是激动，然后浑身有点起鸡皮疙瘩那种感觉，就是非常地激动。然后听到了老师说好成功了。

　　【试车镜头

　　(张莘艾) 拿破仑不是说过，从那种权利的巅峰跌入权利的低谷。当时我没有经历过巅峰，我突然从一个平地掉到一个大坑里面去了，然后经过了两个月才爬出来。这个坑不是说自己感觉，不是一种心胸上的不宽广放不开这件事情，而是一种责任，这个责任迫使你去把这个事情重新把它认真做好，是这样一个过程。

　　(张玉珠副院长)不失败反而不正常，做一个东西多多少少都应该有些失败。

　　【校园镜头,鸽子

　　夏天到了,学校开始放暑假,其他同学都在享受假期的时候,项目小组进入了最后的冲刺阶段。离11月1日的发射日期只有不到三个月的时间,为了工作方便,项目组的男同学都搬到了一起。

　　(朱浩) 当时我们本科刚刚毕业。然后学校把我们本科生的房子给收回去了，然后那个研究生这边的房子还没有分下来。然后我们大家就在一起商量，大部分同学就觉得还是在学校会议室，虽然条件比较艰苦但是我们做东西方便。晚上在会议室睡觉，打地铺。 （张晓天) 就是晚上在会议室里开着电脑呢。然后如果也没有太多人用灯的话，就把大灯给关了光留着屏幕。这样一来就很多虫子，它都是往亮的地方跑，它就是老是往屏幕上撞，老是往屏幕上撞。然后因为这个电脑的屏幕也是比较娇气，液晶屏，我也不好把这个虫子直接拍死在上面，于是就把它抓下来放一边。然后一晚上一看，这抓的就不带重样的，各式各样的虫子都有。

　　【月亮,校园,组装,火箭

　　熬过了炎热的夏天,离发射日期还剩下半个月的时候,项目小组十四位同学共同的作品----北航一号探空火箭终于矗立在了人们面前。为了更准确检测火箭的数据，项目小组请加工单位制造了三枚同样规格的“北航一号”。

　　(朱浩) 这是代表我们学校的一件事情，学校为我们这个项目给我们这么大的支持，这么多的投入，我学院给了这么多的支持这么大投入。所以说做北航一号我们觉得将来我们这个肯定在发射成功之后，会在历史上留下一些东西的。

　　【火箭照片 早在1958年,北京航空航天大学的前身——北京航空学院就曾研制出了亚洲第一枚探空火箭,当时被命名为”北京二号”。

　　(张玉珠副院长) 应该说那个（北京二号火箭）要比这个北航一号要大，发射的高度也要比这个高，但是那个是全校师生参与的。我们现在这个北航一号是学生自己做的。

　　【火箭发射动画，张凌燕工作镜头

　　火箭造好之后，必须放在专用的火箭发射架上进行发射，火箭和发射架之间的契合，是地面发射系统设计中重点考虑的问题。指导教师让设计地面发射系统的张凌燕，把火箭放在发射架上进行试滑试验，没想到这次试滑却出了问题，而这时离去酒泉卫星发射中心只剩下一天的时间了。

　　(张玉珠副院长)火箭和发射架之间要有一个滑块，因为我们的实际上火箭相当于挂在这个发射架上，然后通过那个滑轨滑出去。试滑发现晃动得太大。 (张凌燕) 当时我就特别郁闷，是因为那个后来发现是我们在配合如何使它，能够钻进去的这个过程我们考虑的比较多，但是考虑的那个像左右晃动的问题比较少。第一次试滑就发现这个严重的问题，因为这个问题是致命的。

　　(张玉珠副院长)因为你本来是靠架子固定它的导向，现在它没有出架也就没有出架。这是一种，还有一种)就有可能在地面就有可能炸了，这都有可能的。另外还有一个，即使出去了它的方向很不稳定，就是你控制不了它发射的方向了。

　　【火箭失败镜头

　　【张凌燕熬夜

　　第二天就要出发,滑块的问题不解决北航一号将不能按时发射,负责滑块设计的张凌燕连夜加班修改设计方案。

　　(张凌燕) 两个方案。是第二天早上拿到工厂上让他们参考一下，怎么加工最快。

　　【加工同期

　　(张玉珠副院长) 加工到了晚上，装着零件上了火车。说是在火车上才发现，一天都没吃饭。

　　【酒泉中心镜头

　　2005年10月30日北航一号探空火箭项目小组的同学们终于带着自己的作品来到了酒泉卫星发射中心，对于他们来说这可是他们最向往的地方，作为宇航学院的学生他们知道这里曾经成功的用长征一号运载火箭发射了我国第一颗人造地球卫星，轰动世界的神州5号和神州6号也从这里飞向太空。而再过两天他们的北航一号也将在这里发射。北航一号的发射时间定在11月1号早上8点,和发射中心的工作人员相比项目小组的同学们显得格外紧张.

　　(朱浩同期) 上午六点的时候我们就开始做一些相关的准备工作，发射前一些准备工作，确定最后的发射方案。发射方案主要指这个发射方位角，朝哪个方向发射，发射的俯仰角，就是发射角是多少度。

　　【火箭模型数据,火箭,现场工作人员

　　北航一号的设计发射角度是82度,就在离发射只有一小时的时候,发射中心的工作人员通知项目小组调整发射角度.

　　(张玉珠副院长)主要是安全，主要就是从安全的角度。考虑实际上是考虑落点的范围，所以建议我们把角度放低。

　　(朱浩同期)所以说根据安全的要求最后我们这个是六十七度。 (张玉珠副院长)如果我们设计这个火箭的结构上要是没有达到要求，没有达到打六十七度的这个要求，那么这个火箭就会在中途折断。 如果发射角度由82度调到67度,对于北航一号来说是一个严峻的考验.

　　【工作人员调整发射角度

　　(朱浩同期) 当时心里最主要的想的就是怕，怕失败，怕失败！非常紧张 心里面没有底。

　　【组员现场操作

　　最后,项目小组按照发射中心的要求调整了发射角度,这时离预定的发射时间8点只剩40分钟.

　　2006年11月1日上午7点59分40秒,北航一号发射进入倒计时.

　　【第一枚发射现场

　　（朱浩）当时我看到的就是那么噌一下，不到一秒的时间那个（火箭）就飞出去了，然后什么都看不见了。当时我就愣了，我说这个飞出去了。我当时大脑一片空白，也没想我觉得肯定成功了。然后我们那一些同学反应比较快，那两个同学做控制的两个同学噌就从地下掩体里面窜出去了。

　　（薛松柏）突然一下子爆发似的就冲出去了，当时门又窄我们几个人挤着。当时那种兴奋程度痛也没有感觉，回来的时候发现这块皮都刮掉了，没感觉当时全然不知。

　　第一枚北航一号以67度角发射成功后，项目小组向发射中心请求调高发射角度，发射中心同意了他们的意见。11月1日中午11点和12点另外两枚北航一号也成功发射。

　　【火箭发射现场 比喻

　　【校园镜头

　　现在，这十四位北航一号探空火箭的设计者已经是二年级的硕士研究生。带着自己的飞天梦想，他们在扎实的前行。也许若干年后，神州系列载人飞船的设计者中会出现他们的身影。

(责任编辑：李培苗)