30歲的張磊是中國(guó)航天科工四院四部一名副主任設(shè)計(jì)師，每當(dāng)他講起自己的職業(yè)，外人都很難相信：在過(guò)去7年的職業(yè)生涯里，他從未到過(guò)發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)，也從未在那里感受過(guò)航天器沖破蒼穹的發(fā)射瞬間。

“所以，你究竟是做什么的?”他不止一次地被問(wèn)道。

并非所有的航天人都沖鋒在發(fā)射一線：有的長(zhǎng)年伏案實(shí)驗(yàn)桌前計(jì)算火箭飛行軌跡，有的還要奔走各個(gè)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證理論數(shù)據(jù)。張磊就是后一類(lèi)人：計(jì)算并設(shè)計(jì)出一個(gè)擁有怎樣的外形才能飛得更遠(yuǎn)、飛得更準(zhǔn)的航天器。換句話說(shuō)，他就是給包括火箭在內(nèi)的航天器“畫(huà)像”的人。

每個(gè)航天人心中都有一個(gè)飛越高山、劃破蒼穹、破解黑洞的夢(mèng)想，送達(dá)數(shù)萬(wàn)公里的高度，定格萬(wàn)億次的計(jì)算。而張磊所在的氣動(dòng)研究團(tuán)隊(duì)的夢(mèng)想，則是用力與熱的結(jié)合，親手“畫(huà)下”火箭的樣子，計(jì)算出每一個(gè)航天器的飛行軌跡，并把它們送上太空——盡管在那最受矚目的一刻，深藏功與名的他們從未出現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)。

前不久，在中國(guó)青年報(bào)·中青在線記者采訪期間，這支由22人組成、平均年齡不到33歲的科研團(tuán)隊(duì)，剛剛歷經(jīng)5年啃下一塊被稱作世界級(jí)工程應(yīng)用難題的“硬骨頭”。在此之前的2018年，他們?cè)谝荒曛畠?nèi)就組織實(shí)施了20多項(xiàng)試驗(yàn)，刷新了年度氣動(dòng)試驗(yàn)數(shù)量紀(jì)錄。他們創(chuàng)新試驗(yàn)方法，還為所在研究單位節(jié)省上千萬(wàn)元的科研費(fèi)用。

而這一切，都源于他們手中的科研“畫(huà)筆”。

“畫(huà)筆”決定型號(hào)預(yù)研成敗

“別人看到一艘宇宙飛船，一架航天飛機(jī)，一枚運(yùn)載火箭，一顆人造衛(wèi)星，往往更關(guān)注它們的外觀和性能，而在我們的腦海里，浮現(xiàn)的則是這些航天器外觀設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的直觀投影。”中國(guó)航天科工四院四部氣動(dòng)水動(dòng)室副主任高太元說(shuō)。

在別人看來(lái)，也許親眼看到自己研制的航天器發(fā)射成功讓人激動(dòng)不已，但對(duì)這群氣動(dòng)專業(yè)人而言，航天器發(fā)射的那一瞬間，不過(guò)是按照他們的設(shè)定，“重復(fù)”此前早已仿真過(guò)千百次的飛行畫(huà)面，而最終的成功，則是對(duì)他們前期得出數(shù)據(jù)的最好檢驗(yàn)。

事實(shí)上，即便放眼國(guó)際航天史，航天器的設(shè)計(jì)問(wèn)題都不可小覷。因?yàn)樵O(shè)計(jì)問(wèn)題而發(fā)生的事故，也讓整個(gè)航天史多了幾分令人唏噓的悲壯。

比如，還未起飛就在發(fā)射臺(tái)上失火的阿波羅1號(hào)。

那次事故造成3名航天員喪命。事后調(diào)查發(fā)現(xiàn)，阿波羅1號(hào)艙門(mén)向內(nèi)開(kāi)啟的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生時(shí)，宇航員在艙內(nèi)氣壓升高的情況下沒(méi)能打開(kāi)艙門(mén)。

此外，阿波羅1號(hào)艙內(nèi)裝載的“空氣”也是百分之百純氧氣，在這種環(huán)境下，即便是鋁，也會(huì)像木頭般燃燒——火災(zāi)的出現(xiàn)也就不令人奇怪了。這次事故的發(fā)生，最終迫使美國(guó)國(guó)家航空航天局暫停了與蘇聯(lián)的太空競(jìng)賽。

也因此，在任何一個(gè)航天器的研制尤其是預(yù)先研制階段，有關(guān)外形氣動(dòng)設(shè)計(jì)的研究都備受重視，其研究經(jīng)費(fèi)往往能達(dá)到預(yù)研經(jīng)費(fèi)的30%乃至50%以上。

正如中國(guó)航天科工四院四部氣動(dòng)水動(dòng)室主任李艷麗所說(shuō)，氣動(dòng)研究，就是航天器研制的先行軍——這一研究描繪了航天器全生命周期的生存環(huán)境和穿衣指數(shù)，為其他分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了最原始依據(jù)。

相應(yīng)地，這一研究的成敗，在很大程度上決定著整個(gè)預(yù)先研究任務(wù)的成功，甚至決定著某個(gè)型號(hào)最終能否成行。

10多年前，當(dāng)高太元?jiǎng)偟街锌圃毫W(xué)所攻讀博士研究生時(shí)，他被研究所一樓大廳陳列的30多位院士的照片深深地震撼了。畢業(yè)時(shí)，有機(jī)會(huì)選擇其他行業(yè)的他，最終還是選擇了航天，“保家衛(wèi)國(guó)是我的初衷，雖然不能像戰(zhàn)士一樣沖鋒陷陣，但我們能創(chuàng)造出‘不戰(zhàn)而屈人之兵’的力量。”

“誰(shuí)不向往安逸的生活，但總想日子過(guò)得更有意義。就像身邊的很多女同事‘不愛(ài)紅妝愛(ài)武裝’，投身航天器設(shè)計(jì)這門(mén)‘冷科學(xué)’之中，同樣可以干得投入!”高太元說(shuō)。

破解卡脖子問(wèn)題省下千萬(wàn)元量級(jí)經(jīng)費(fèi)

工欲善其事，必先利其器。過(guò)去這幾年，高太元所在的這支科研團(tuán)隊(duì)不斷思考著一個(gè)大問(wèn)題，即如何在最短的時(shí)間里，將“幾何參數(shù)”變?yōu)?ldquo;氣動(dòng)參數(shù)”。最終，他們經(jīng)過(guò)幾年努力，以一鍵式智能優(yōu)化設(shè)計(jì)為方向，建成了高性能計(jì)算中心。

以前，他們只能通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)來(lái)獲取“氣動(dòng)參數(shù)”，如今，高性能計(jì)算中心的出現(xiàn)，可以替代風(fēng)洞試驗(yàn)獲取80%~90%氣動(dòng)數(shù)據(jù)，每年省下千萬(wàn)元量級(jí)的成本。

“就好比設(shè)計(jì)一輛自行車(chē)，先確定自行車(chē)各個(gè)部件的數(shù)據(jù)，再根據(jù)這些數(shù)據(jù)在繪圖軟件上進(jìn)行手動(dòng)繪畫(huà)，諸如鋼條、鏈條、齒輪、螺母等這些小部件都要精確無(wú)誤。如此一來(lái)，一個(gè)自行車(chē)模型的設(shè)計(jì)，很可能就需要畫(huà)個(gè)上千筆，如果需設(shè)計(jì)多個(gè)外形供最終挑選，就要耗費(fèi)難以想象的時(shí)間和人力。”李艷麗說(shuō)。

而如今，采用了一鍵式智能優(yōu)化設(shè)計(jì)，則是在確定部件形狀尺寸之后，將得到的數(shù)據(jù)輸入事先設(shè)計(jì)好的參數(shù)化程序，只需按下按鈕，所需設(shè)計(jì)模型即可生成。

從此，老一輩航天設(shè)計(jì)師“用算盤(pán)計(jì)算氣動(dòng)參數(shù)、十多個(gè)人一算就是一個(gè)月”的科研場(chǎng)景，成為歷史。

“我們的創(chuàng)新就是要從國(guó)家需求出發(fā)，關(guān)注受制于人的技術(shù)領(lǐng)域，解決技術(shù)瓶頸關(guān)鍵問(wèn)題。也正是在這個(gè)意識(shí)下我們提出大量新概念，敢為天下先。”中國(guó)航天科工四院四部主任鐘世勇說(shuō)。

李艷麗告訴記者，她所在的四部以氣動(dòng)專業(yè)等技術(shù)瓶頸為突破口，逐步形成了基于大數(shù)據(jù)的航天器總體設(shè)計(jì)創(chuàng)新模式，提升了總體設(shè)計(jì)方案初始的成熟度和可靠性，迭代設(shè)計(jì)周期大幅縮短。而這些，也最終形成了面向航天器全生命周期的應(yīng)用模式，有力支撐了裝備的體系化發(fā)展。

高太元說(shuō)，他的日常工作就是和“升阻比”“裝填”“穩(wěn)定性”“防熱”“載荷”這些所謂的航天器設(shè)計(jì)制約因素打交道，“而最有成就感的事，就是將這些制約設(shè)計(jì)的‘攔路虎’都打倒，破解卡脖子難題，做出方案來(lái)。”

滿天星云正撲面而來(lái)

而這些，在很大程度上得益于這家科研單位對(duì)于年輕科技人才的重視。中國(guó)航天科工四院四部黨委書(shū)記張邵軍告訴記者，在四院四部，只要肯拼搏進(jìn)取，只要能創(chuàng)新創(chuàng)效，單個(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)獲獎(jiǎng)50萬(wàn)元、100萬(wàn)元，個(gè)人拿到十幾萬(wàn)元甚至幾十萬(wàn)元的獎(jiǎng)勵(lì)早已不是新鮮事，突出貢獻(xiàn)專家和學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人不斷涌現(xiàn)。

張磊就是其中一名佼佼者?；貞泟倎?lái)航天的那段歲月，無(wú)數(shù)個(gè)通宵達(dá)旦已經(jīng)印象模糊，但師傅對(duì)他的“嘮叨”至今仍回響在耳邊：“臺(tái)階要一步步地爬，事情要一件件地做”，這樣的工作態(tài)度伴隨他直到現(xiàn)在。

“站在‘山頂’回望最初那段歲月，所有的‘臺(tái)階’歷歷在目，攀爬的過(guò)程正是一個(gè)氣動(dòng)新人成長(zhǎng)的見(jiàn)證。”張磊說(shuō)。

賈軼楠是一名航天新兵，這位清華大學(xué)力學(xué)專業(yè)高材生擇業(yè)時(shí)，毫不猶豫地邁進(jìn)中國(guó)航天科工四院四部的大門(mén)。她告訴記者，氣動(dòng)(水動(dòng))團(tuán)隊(duì)年輕積極的氛圍打動(dòng)了她，這里有活力，有創(chuàng)造力，很溫暖，關(guān)注每一個(gè)成員的成長(zhǎng)。

“很多入職五六年的青年已成為中流砥柱，看到他們，就像看到五六年以后的自己。”賈軼楠說(shuō)。

在鐘世勇看來(lái)，“當(dāng)下是年輕航天人最好的時(shí)代”。

他向記者打了個(gè)比方，如果把國(guó)家任務(wù)、航天事業(yè)的發(fā)展比作一個(gè)航天器，那么在他的青年時(shí)代，航天器的飛行速度很慢，迎面而來(lái)的只是寥寥星辰;而如今，航天器的速度則有了質(zhì)的飛躍，那種情景就是——浩瀚宇宙中的滿天星云，撲面而來(lái)!

“這當(dāng)然要求年輕人擁有更快的反應(yīng)速度，不能猶豫!”

張邵軍說(shuō)，航天人極少在新聞報(bào)道中露面，他們默默地付出隱藏在歷史的更深處，中國(guó)航天科工四院四部氣動(dòng)研究團(tuán)隊(duì)在這一方面尤為典型。“我們清楚自己在干什么，國(guó)家認(rèn)可我們?cè)诟墒裁矗嗣袷芤嬗谖覀兊墓ぷ?，這就足夠了”。

阿波羅1號(hào)事故發(fā)生后，美國(guó)國(guó)家航空航天局對(duì)該型號(hào)做了重新設(shè)計(jì)，結(jié)果就包括艙門(mén)的“再設(shè)計(jì)”：由向內(nèi)開(kāi)啟，改為向外開(kāi)啟。后來(lái)美國(guó)人拍了一部電影《阿波羅13號(hào)》，還專門(mén)提到這次事故。

對(duì)李艷麗及其團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，他們常常以這樣的例子來(lái)提醒自己：“我們自己親手畫(huà)下的、親手設(shè)計(jì)的航天器，還有沒(méi)有可能出現(xiàn)問(wèn)題?”

就像他們常常問(wèn)自己的：“萬(wàn)分之三與萬(wàn)分之四，小數(shù)點(diǎn)后第五位的四舍五入，對(duì)整個(gè)型號(hào)任務(wù)方案究竟能帶來(lái)什么影響?”

——失之毫厘，謬以千里。

關(guān)鍵詞： 畫(huà)筆 型號(hào)