在中国航天60多年的发展史上，从未有这样一枚火箭让人如此关注、如此揪心。

　　从2017年7月2日长五遥二失利，到2019年12月27日长五遥三任务发射成功，908个日夜，对于长五研发团队这支钢铁之师而言，究竟经历了什么？

　　2018年4月16日，国家国防科工局公布消息称，长征五号遥二火箭飞行失利故障原因基本查明，故障出自火箭的液氢液氧（YF-77）发动机，长征五号工程研发团队正在全面落实故障改进措施。

　　发动机是火箭的心脏，涡轮泵则是发动机的心脏。它通过高速转动给来自贮箱的液氢和液氧增压，继而供应到推力室，使之混合燃烧，产生巨大推力托起火箭飞行。涡轮泵，正是长五遥二火箭归零的“要害”。

　　涡轮泵，长征五号运载火箭芯一级YF-77液氢液氧发动机上唯一非常快速地旋转的装置。很快，在最高900开尔文温度（626.85摄氏度）的热环境和极其复杂的力学环境下，它会以每分钟近2万转（约每秒333转）的速度转动。

　　在此之前，3台YF-77发动机一共进行了15次试车，均顺利通过考核。这次它将在地面接受工况环境最为恶劣的一次“加试”，迎来500秒的长程试车。发动机研制方——北京11所的研制人员也在高负荷运转。昼夜不分甚至让人精神面貌出现“反常”征兆的加班状态，已经持续了一年多，大家希望这500秒是黎明前最后的黑暗。

　　试车开始没多久，氧涡轮泵的局部结构断裂，“心脏”停止跳动。这是中国现役最大运载火箭长征五号发射失利后，出现的首次发动机地面试车失败。此时是2018年11月末，北京冬天已至。

　　长征五号火箭副总设计师王维彬曾把YF-77发动机的归零工作视为“在黑暗中探索”。谁也没想到，黑夜会如此漫长。

　　那天晚上，长征五号火箭副总师王维彬的心情就像坐过山车，车最后栽倒在谷底。巨大的长征五号在塔架上静静矗立，媒体架起了摄像机，老百姓等候在电视机前。发动机点火，正常。点火170秒后，4个装有液氧煤油发动机的助推器完成使命，成功分离；346秒时，发动机提前熄火，问题出在一台芯一级上的YF-77发动机。王维彬感觉浑身麻木，“心像被撞了一下”。

　　正在北京家中的主推进发动机设计部主任郑大勇接到所里的电话，听到的第一句话就是“发动机转速没有了”。

　　郑大勇赶到单位。位于北京东高地的测控大厅里集结了一群人。他们全部被电话“召回”，围到一处，盯着屏幕看一级发动机传回的数据，现场鸦雀无声。

　　多年来的经验与初步分析的结果基本吻合：火箭芯一级发动机问题比较大。但屏幕上的数据只能描绘出问题的大致轮廓，还不足以精准地找到病根。

　　发动机发生故障之后，长征五号火箭已经偏离了轨道，坠入太平洋。没有残骸，就看不到病症，也就无法用药。与此同时，舆论很快利用互联网发酵。甚至有网友评论：中国航天进入至暗时刻。

　　当时在北京家中收看发射直播的吴平，和身处海南文昌发射场的王维彬，至今回忆起那一晚都还会有些恍惚。吴平与王维彬结婚32年，也一起在北京11所工作了30多年，她了解王维彬，发射失利后并没有立即联系他。“我唯一能做的，就是等。”吴平说。

　　“失联”几天后，她等到王维彬发来的第一条信息——“马上登机”。几个小时后，王维彬落地北京再度“失联”，直至半夜才推开家门。

　　从那天起，吴平在近两年的时间里都处于“等待”中。王维彬早上一出门，经常后半夜才回家。晚上12点如果人还没回来，吴平就先睡了。尽管两人同在所里上班，却形同路人。

　　和王维彬一同进入“归零”作息时间的，有一大批YF-77液氢液氧发动机研制人员，还有火箭抓总研制单位航天科技集团一院的研制人员、火箭发动机抓总研制单位航天科技集团六院的研制人员，以及我国知名院士专家……

　　长征五号遥二飞行失利，牵一发动全身，整个航天科技集团乃至国家相关方面都开始痛定思痛，在全面反思中前行，在质量整改中蓄势，准备下一次起飞。

　　在六院，这是一场全员之战。“必须集全院之力，凝聚共识，攻坚克难，排出故障，让氢氧发动机满血复活！”院长刘志让向全院型号战线发出院长责任令。

　　对于当事人来说，这次难度极大的归零是在“先天不足”中开始的。火箭残骸沉入万丈深海，研制人员掌握的数据远远不够。

　　“想了很多办法，尽可能地收集数据，也没能精确定位故障，要做到故障复现，太难了。”年轻的涡轮泵设计师黄克松回忆。从各级领导到各行专家，陆续登门北京11所，大家也只是把故障粗略锁定在氧涡轮泵上。

　　液氢液氧发动机的涡轮泵，一头是极低温的泵，另一头是高温的涡轮，这让涡轮泵在发动机工作时的受力情况显得很复杂。它在高速转动中，负责动力传输，将热能、动能转化为机械能。研制人员一开始是从工艺层面对涡轮泵进行“加固”，黄克松解释：“主要是一些局部改进。”

　　归零进展缓慢，很多人的关切询问不时传来，研制人员经常只能报以沉默。家里的耄耋老人曾有一个多月没见到王维彬。好不容易，王维彬有空回来吃饭，老人惊讶道，“你现在怎么身体跟我一样差了？”

　　在归零工作最紧张的时候，胡鹏的妻子商蕾也陷入了崩溃。那次胡鹏去了海南文昌，老父母没在家，单位开展保密检查，装修师傅还让商蕾上门看涂料。孩子晚上等不来妈妈，一连打了20多个电话。焦头烂额的商蕾回家后，对儿子发了一通火。

　　胡鹏在型号处工作，俩人在单位见不着面，在家里也说不上几句话。经常是胡鹏接到一个电话，然后一口气拨出几个电话。“接电话是有任务来了，拨出电话是立即执行”，商蕾说有时候想跟丈夫聊聊天，但他已经披上衣服准备出门了。

　　王维彬的血压开始升高，严重的痛风让他的双腿失去了活力，一度只能一瘸一拐地挪向会议室。有时候赶上出差，他坐早上6点的航班离开北京，当天半夜又搭乘红眼航班回来，吃点安眠药，第二天出现在发动机试验现场。

　　偶尔在家里落脚时，王维彬也是沉默不语，一心思考归零工作。长五遥二飞行失利是YF-77发动机研制人员心里的伤口，大家变得比过去敏感，尤其不希望伤口被触碰，家人也不例外。

　　他们乃至整个六院的人心里清楚，这也是关乎中国航天未来的背水一战，要让各方放心，就必须“干掉”所有隐患。

　　“其实我就希望他能安稳睡上一觉。”归零期间，吴平尽量不打扰王维彬，只想让他挤出时间多睡一会儿。她最大的愿望是盼着退休后两人能手牵手过上自己的生活。几十年来，两人还没一起休假出去玩过。归零开始后，家庭聚会和朋友聚会里也都少了王维彬的身影。

　　长征五号火箭总指挥王珏曾经是航天科技集团六院北京11所的老所长。王维彬大学毕业后来到这家单位，与发动机产品日夜相伴，后来跟着王珏一起参与到长征五号火箭的研制中。

　　从1995年应用于大型运载火箭的液氧煤油发动机和液氢液氧发动机郑重进入工程预研阶段，到2016年长征五号首飞，中国的第一枚大火箭研制走过30年风雨，一代人从青春年少熬成了白发丛生。

　　57岁的王维彬说，YF-77是我国首次研制的大推力液氢液氧发动机，瞄准的目标推力是当时在役氢氧发动机的9倍，技术跨度大。这么多年我们克服了很多困难，有技术上的、人才上的、经费上的、条件上的……事非亲历不知难，这是很多局外人不能理解的。

　　2018年11月地面试车失败后，YF-77发动机研发团队开始了第二次归零，开展了一系列理论计算、试验验证等工作，同时发动机产品的生产、交付、试验与优化工作并行，一切有条不紊。

　　北京11所涡轮泵设计部主任金志磊解释，发动机启动后，一秒内涡轮泵就能够达到工作转速，高温高转速下，“从裂缝到断开就是眨眼间的事”，很快，涡轮泵局部结构断掉，发动机熄火。

　　有了这个认识，第二次归零按计划进行。一个周末，王维彬一反常态地对着吴平说：“咱俩去散个步吧，换换脑子。”那是漫长归零开始以来，王维彬向妻子发出的第一个邀约。两人绕着小区外的街道走了一圈。

　　第二次归零于2019年4月告一段落。用设计师的话说，涡轮泵这次经历了“大改”，实际就是对其局部结构可以进行了修改。大家都充满信心，势在必得，长征五号遥三火箭的发射也被安排在2019年夏天。

　　改进后的发动机进行了一轮试车，共3次，前两次一切正常，又到了距离成功只有一步之遥的时刻。最后一次试车，氧涡轮泵还是出现裂纹，这让王维彬、金志磊等人陷入崩溃。

　　4月4日，清明节前一天，晚上10点半，王维彬接到一个电话，报告说氧涡轮泵有故障征兆。有年轻设计师捕捉到了这个“异常”。这好比换了一个更高倍率的放大镜，让原来看不到的隐患显形了。

　　研制团队的第一反应是不敢相信，眼前的希望化为巨大的失望，信心所剩无几。“难道是我们的设计的具体方案先天不足？”挫败让设计师们开始怀疑一切，开始否定自我。

　　一个产品的研发方案，往往会有好几个，在经过反复论证后，优中选优，然后开始生产。连续的失败，让大家开始反思——对“何为最优”的认识，会不会发生改变呢？生产条件，力学、热学环境制约，等等，这些都一直在变，当时认为最好的方案，现在是不是会带来一些新的问题呢？是继续沿用之前的方案，还是换个方案？

　　问号在大家的大脑里堆积，压迫着他们。金志磊也开始对最初的设计的具体方案——一个他曾引以为傲的方案——生疑，“也许我们并没考虑周全”。

　　通常情况下，火箭发动机需要一个硕大的涡轮泵来向燃烧室内压入燃料，其重量通常要占到火箭发动机的一半以上。在满足火箭总体方案的条件下，设计师给涡轮泵进行了最优设计——尽量把涡轮泵设计得又轻又小。

　　问题恰恰出在了这里。“为了追求性能，设计得太优，可靠性反而降低了。”金志磊说。

　　同样的YF-77发动机，同样的涡轮泵，为什么长征五号火箭首飞前，发动机试车时长累计3万秒，却没出现一些明显的异常问题？黄克松等设计师的理解是：“这是一个很小概率的事件，但偏偏在遥二身上暴露。”在失利后的前两次归零中，设计师延长了试车时间，加严了环境工况，问题再次暴露。

　　今年4月第二次归零铩羽而归时，长征五号箭在弦上，依旧不能发射。研制人员把发动机召回，仔细检测。金志磊表示，认知边界扩展后，设计师决定用分体结构替换原来的整体结构，提高可靠性。

　　一型火箭发动机，从它出生起，便不断累积试车时间。这个型号一共生产了多少台发动机，每台发动机经过了多少时长的试车，全部累计形成一串数字，成为证明发动机性能的ID。就像军人的肩章，一眼望过去，即知军衔大小。

　　我国新一代运载火箭发动机中，液氧煤油发动机地面试车时间累积超过7万秒。国际上，美国SSME发动机首飞前试车超过了10万秒。截至目前，YF-77发动机30余台，地面试车时间累计5万秒。

　　在火箭发动机领域，试车时长并非唯一的硬性考核标准。北京11所设计师给出了一个可靠性模型。这个模型将试车时长、试车次数、技术状态、试车故障等多种因素考虑进去，综合计算出一个考核分值。YF-77发动机的考核分值达到97.5即可首飞。

　　与此同时，专家还认为，未来在推进YF-77发动机的“可靠性增长工程”时，地面长程试车丝毫不能打折扣。在彻底根除氧涡轮泵“病根”后，研发团队也希望把YF-77发动机ID上的数字拉得更长一些。

　　今年7月，YF-77氢氧发动机进行第三次归零后的试车，一共考核了7台发动机。其中，3台为地面研究性发动机，2台用于长征五号遥三火箭发射，还有2台用于明年长征五号B遥一火箭发射。所有发动机均顺利通过考核。9月，长征五号遥二火箭通过归零评审。随后长征五号遥三火箭劈波斩浪1670海里，12月27日箭起海之南。

　　发动机喷管吐出的火焰跳跃上升，黑夜被烧开了一个洞，大火箭飞出地球，一群航天人走出了人生中的至暗时刻。

　　作为长五副总师，他已经在发射场工作了60个日夜。长五遥二火箭在发射场的各项工作进展都很顺利，再加上有首飞成功作为托底，他对这次发射很有信心。

　　火箭点火前，娄路亮特意和身边的火箭总师李东握了一下手，给了彼此一个鼓励的眼神。

　　一切都很顺利，晚上7点23分，火箭按时点火，娄路亮长舒了一口气。对于一个新研型号而言，“点火”时的那一团熊熊火焰，意味着发动机顺利“点着火”了，最大的不确定因素得以排除。此前长五遥一的成功首飞，证明团队把惊心动魄的发动机预冷问题给攻克了。

　　随后火箭起飞、助推器分离、整流罩分离，无论是参数还是大屏幕显示的火箭飞行轨迹，一切都在向着“完美的结局”奔去。

　　当火箭飞行至346秒时，大屏幕上的参数忽然出现跳变，多个方面数据显示：有一台发动机突然熄火了。

　　娄路亮的心一紧，大脑瞬间闪过多种故障模式，他感觉时间都已经停滞了。他脑海里始终盘旋着一个疑问：发动机是肇事者还是受害者？

　　此刻，大厅里的人已经聚集在“两总”周围了。由于一台发动机熄火，另一台发动机仍在工作，给了火箭加速下降的动力。火箭的飞行形成了加速向下的曲线，很快，火箭就掉了下来，坠入海底。

　　事后有专家分析，如果火箭再坚持飞行50秒，还是有机会入轨的。很多入职不久的“90后”在现场悲伤地目睹了这一场景，见证了航天发射失利的残酷。

　　晚上8点多的文昌，暑气渐渐消退，此刻已经完全被夜幕笼罩。很快，长五试验队员陆陆续续回到了大本营。长五质量主管杨慧留意到，往日里熙熙攘攘的食堂此刻没有一个人说话，给“两总”留的饭桌空空荡荡，不见一人。原本等着庆功的烟花被孤零零地堆放在食堂门口。此刻，再多看一眼都让人觉得悲伤。

　　娄路亮和其他“两总”饭都没吃就直接从指控大厅回到会议室，一起判读数据，分析原因。

　　通过初步分析，大家的意见很一致：问题出在火箭芯一级的发动机——YF-77发动机身上。可是，导致出现一些明显的异常问题的原因是什么？是诱因还是自身出了问题？

　　这批次的发动机在地面试车从未出现过类似问题，首飞前3万秒的地面考核全部通过。

　　大家前后方通力合作，紧急排查，初步定位是发动机本身的原因。当娄路亮他们再次从会议室出来，已经是天亮了。经历了一天一夜的紧张工作，再加上失败情绪的冲击，娄路亮感觉自己走路时双腿都发软了。

　　7月3日，火箭核心团队迅速处理完发射场的工作，7月4日就乘坐第一班海口飞北京的航班回京。当乘坐的大巴驶出发射场大门时，看着远处空荡荡的长五塔架，杨慧没忍住，眼泪终于落下来了。

　　此刻，后方的数据已同步分析出来了，证实了大家的判断是正确的。大家迫不及待地想捉住这个“鬼”——火箭发动机的故障出自哪里？

　　搞航天的人都会“谈归零色变”。“归零”意味着失败，意味着“地毯式搜查”……对于长五这项国家重大型号而言，“归零”只会严上加严。

　　从7月4日开始，长五团队开始了为期100天的归零工作。说“归零”之前，可以简单说一下长五发动机的构成和作用。

　　长五起飞重量为800吨，相当于540辆奥迪小汽车，火箭点火时需要将这个庞然大物送出大气层，靠的就是自身的动力系统。

　　长五的飞行靠12台发动机提供推力，点火时，8台液氧煤油发动机为4个助推提供动力，两台YF-77发动机为芯一级提供动力，10台发动机同步点火。火箭飞行170秒后，4个助推分离，由两台YF-77发动机继续工作，为火箭飞行提供动力。

　　飞行约500秒时，YF-77发动机使命完成，关机，此刻芯一级和火箭分离，芯二级里的YF-75D发动机工作。第一次工作350秒左右，关机后火箭滑行一段时间，之后再次点火工作约350秒后关机，直至把航天器送入预定轨道。

　　火箭飞行成功与否，动力系统至关重要。很多人都知道长征五号火箭是在2006年年底立项，却鲜有人知道YF-77发动机的立项比火箭立项还要早4年，这说明了作为火箭核心关键系统的发动机的重要性和复杂性。这也就不难想到，为什么火箭一出问题，很多人首先想到的就是“会不会是发动机出了问题？”

　　长五遥二的问题在随后100天的归零工作中逐步得到了聚焦：一台YF-77发动机出了问题。简单说，就是为泵输送燃气做功的通路堵了，影响了氧燃料的正常输送，缺少燃料的发动机自然很快就宕机了。

　　搞了一辈子发动机研制工作的长五火箭总指挥王珏百思不得其解。2017年10月，由国防科工局协调国家海洋局甚至还派出了蛟龙号，打算在发动机入海的海域进行打捞，让科学家们看到断裂后的氧涡轮泵的“真容”。很可惜，“大海捞针”没有成功。

　　航天科技集团六院北京11所的发动机专家王维彬是长五团队里的另一位副总师，主要分管YF-77发动机的研制工作。他对遥二的失败表示“不可思议”。在遥二飞行之前，YF-77发动机已经经过了地面大大小小的试车考核，全部过关，从未出现过类似的问题。无数次的“彩排”从未有过差错，却怎么恰恰在正式演出时“掉链子”呢？

　　2017年10月2日，YF-77发动机故障定位工作完成；经过半年的改进，2018年4月，长五火箭完成归零评审。其间，YF-77发动机连续经历了14次试车考核，其中前13次为长程试车。试验很成功，大家都很高兴。

　　与此同时，火箭总体也加紧了对其他分系统、单机的200余项改进升级工作。YF-77的失利，让很多人感到头上都悬着一把无形的“达摩克利斯之剑”，同时也对长五这个复杂巨系统更充满了敬畏之心。

　　虽然这半年对很多人来说是昏天黑地、没日没夜。但成功找到了“拦路虎”，大家又有了前进的方向。瞄着让火箭尽快出厂、矗立在发射塔架上的目标，他们收拾行装，准备再次出发。

　　2018年年底，长五遥三火箭总装工作已确定进入尾声，火箭即将出厂，要去发射场执行任务的试验队员慢慢的开始做出差的排期了。就在这样一个时间段，位于北京云岗的试车台突然传来让大家震惊的消息。

　　此刻，和这台故障发动机同批次的产品已经有两台安装在即将出厂的遥三火箭上！

　　直觉告诉王维彬，这说明过去为“遥二”开的药方还没有开准，或者说，还有问题大家没有找到。

　　“对于长五这个复杂巨系统工程，我们还有问题没有吃透，没有找准。”王珏总指挥和李东总师立即上报集团公司，建议暂停发射计划，火箭重新进行归零，决不能带着隐患上天。

　　此刻火箭装配工作已完成了80%，装配师傅需要把火箭尾段进行拆解，让“整体变成部段”。

　　发动机专家们再次回到原点，对发动机的结构可以进行强化，确保发动机在火箭高温、强振动的“恶劣飞行工况”时能够“岿然不动”，全方面提高发动机的可靠性。

　　随后发动机经历了两次试车考核，全部过关。遥三火箭再次准备出海，瞄着2019年年中进行发射的窗口来进行准备。

　　2019年4月4日——这一天，对王维彬来说是一个比自己生日还要记得清楚的日子。

　　交付后续飞行的发动机已经经过了地面考核，性能参数全部正常，不出意外的话将执行任务。但是细心的设计人员在分辨振动数据时，发现了一条异常频率线。

　　绝不带疑点和隐患上天，是中国航天的一条铁律。接下来的分解检查，大家发现发动机依然存在着隐患。

　　这让所有人陷入沉思，火箭副总指挥曲以广觉得似乎总有一种无形的力量一直在牵制整个研制工作。大家要找的那个“鬼”还隐藏在黑暗深处，正虎视眈眈地看着他们。

　　大家迅速回到厂房，把所有之前经历过试车考核的YF-77发动机全部找出来，采用新手段进行加严检测。结果发现在同一个位置，多台发动机都产生了微小裂纹。

　　随着一次次暴露问题，长五研发团队对发动机问题的认识更深入了，也慢慢变得逼近真相。“这就等于之前所有吃的药都是强身健体，但没有根除病根。”王维彬说，这次终于击准要害了。

　　找到遥二失利的原因之后，火箭团队发现产品状态再也回不去了。一种原因是亟待破解的“发动机之困”，一方面又是等不及的“时间后墙”。长五团队再次到了绝地反击的紧要关头。

　　一院党委书记李明华临危受命，被任命为长五遥三火箭的第一总指挥。在他的记忆中，这是中国航天20多年的发展历史中，第二次启动“第一总指挥”的模式。历史就是这样巧合，两次都是他来担任。他也被很多人称为“救火队员”。

　　李明华把自己的工作总结为“把方向、出方法、调资源”。当务之急，他急需带领团队找到处理问题的方法，重拾信心，带领大家冲出重围。

　　一种方法是“躲过去”。可是大家发现面对长五这个“复杂巨系统工程”，技术状态一直在修正，根本回不到过去。

　　大家很快就“小改”的方向达成一致。最终通过结构设计优化的方式来提高发动机的可靠性，把发动机的性能再提高一个数量级。

　　一个月后，修正后的YF-77发动机再次被拉到了试车台。7月31日，紧张的试车工作再次展开，大家都知道“背水一战”意味着什么。

　　经过一系列试车考核后，王维彬向大家宣布：试车成功。所有的人都欢呼起来，掌声雷动。

　　中国航天一向秉承“质量至上”的理念。在“进度”和“质量”的天平上，一定是毫不犹豫地偏向后者。

　　7月底，发动机的顽疾才被线日的发射窗口，时间不足5个月。除去发射场两个月的准备流程，留给长五的时间只有3个月了。

　　对“长五”这个约57米高的“巨无霸”而言，可谓是“牵一发而动全身”。这其中还有多次评审会的流程，以及与外协单位的沟通配合。

　　遥二期间负责长五质量工作的杨慧此时开始负责长五的计划调度工作。为了确认和保证长五的时间进度，她们把对长五的管理精确到小时，把每一道工作的责任都落实到每一个人，一分一秒抢时间。而集团公司上下也以空前的力度全力保障长五遥三发射。

　　杨慧举了一个例子，发动机加工时需要的一种螺栓，按照正常的加工进度，产品交付需要3个月的周期。在长五这里，3天拿货！设计师几乎是拿着刚下线的产品，第一时间飞抵北京。

　　产品到手，会被迅速送到总装厂房。“大国工匠”高凤林师傅早已等候一旁。焊接一气呵成，完美！很快又进入下一个操作程序，一环扣一环，一分钟也不能耽搁。

　　9月26日，第一台YF-77发动机如期上箭装配。按照李东总师的建议，首次采取了“垂直上箭”的操作方式，3天后，发动机就装配完成。

　　而当目送着长五远去的时候，很多人才发现，这些年，投入到长五这项“国之重器”的航天工程中的，不单单是时间、智慧、精力、心血，还有对她深沉的爱。

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