YF77这两年你究竟经历了什么？

　　来源｜博主海权杜
　　本文一共1980字，将简要描述YF-77从2017年到2019年两年的归零里面究竟发生了什么，说说这两年以来的坎坷经历，先说结论，YF-77经历了3次归零，最终发现了两个问题，这两个问题都有可能导致YF-77 Y2的事故，现在依然不能排除这两个问题中到底是哪一个导致了Y2的事故。这两个故障分别是：第一个可能的故障是涡轮排气装置在复杂力热环境下，局部结构发生异常，发动机推力瞬时大幅下降；第二个可能的故障是转子局部模态阻尼小，与工作频率发生耦合共振，导致氧泵断轴。本文将大量引用，《长五，这两年你经历了什么？｜四问长五之一》原文，结合自己的观点，详细说说，YF-77，你究竟经历了什么?
　　历史回顾：2017年7月2日。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。
　　然而，意外出现了。
　　当火箭飞行至346秒时，大屏幕上的参数突然出现跳变，数据显示：有一台发动机突然熄火了。很快，火箭就掉了下来，坠入海底。从7月4日开始，长五团队开始了为期100天的归零工作。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。
　　Y2的测控大厅实况
　　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,很可惜，＂大海捞针＂没有成功。
　　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，这个就是最开始的新闻所说的：涡轮排气装置在复杂力热环境下，局部结构发生异常，发动机推力瞬时大幅下降，这个问题。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。然而2018年秋冬时节，长五遥三火箭总装工作已经进入尾声，火箭即将出厂，要去发射场执行任务的试验队员已经开始做出差的排期了。就在这个时候，位于北京云岗的试车台突然传来让大家震惊的消息。11月30日，有一台发动机试车出现了故障！从数据来看，故障参数和遥二非常接近。也就是说之前100多天发现的涡轮排气装置异常不一定是遥2故障的原因，甚至很大概率不是！
　　归零再次回到原点，在这次检查中，发现了氧泵涡轮泵断轴的事故于是，对发动机的结构进行强化，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＂，全面提高发动机的可靠性。一开始以为只是单纯的材料强度不够，于是使用更好的材料进行全面补强，进行了多次试车，2019年4月4日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。
　　YF-77试车动图（图片来源六院）
　　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。然后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。也就是之前的材料补强，只是让轴从断了变成裂了，专家原话是＂这就等于之前所有吃的药都是强身健体，但没有根除病根。＂，也就是说直到2019年4月4日，YF-77才终于锁定了核心问题——耦合共振。也就是下面的PPT上公布的说法——故障是转子局部模态阻尼小，与工作频率发生耦合共振，导致结构应力达到屈服极限发生破坏，属动力学和材料力学耦合问题。
　　当时的PPT上说的原因，谢谢林晓弈的图
　　重点的这段
　　之后问题终于得到确认，进行了小的改进，避免了耦合共振，至此，YF-77的问题才算是彻底解决，2019年7月31日，YF-77试车成功。2019年12月27日，长五遥三发射圆满成功。
　　也就是说，YF-77经历了3轮归零，，才最终找到了耦合共振的问题，这也就是为什么龙乐豪说两个问题导致Y2出现问题，但是并不明确是哪个问题的原因（原话出自南昌航空大学讲座的问答），这也就是说遥2归零达到了99%的原因，这1%就是暂时还不了解这两个问题究竟是哪个导致了遥2的失利，2018年4月份涡轮排气装置是第一个问题，2019年4月发现的共振是第二个问题，这两个问题都有可能导致出现遥2的问题，只不过第二个问题直到19年4月份才发现，7月31日改进后的YF-77成功点火，此时已经是遥2失利后的2年零28天了。
　　YF-77火箭发动机
　　直到长五远去的时候，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，不仅仅是时间、智慧、精力、心血，还有对她深沉的爱。这里就用遥3圆满成功之后的沁园春结束掉这篇文章吧：
　　浩瀚星空，日月亏盈，宿辰列张。
　　望银河滚滚，鹊桥可渡，蟾宫姣姣，娥女居阆。
　　淼淼苍天，星光烁烁，美丽家园球外乡。
　　遥无际，树雄心壮志，敢于担当。
　　长征火箭高昂，墨子号成功圆梦航。
　　已天宫建就，空间有站，神州追赶，接吻张扬。
　　落月嫦娥，火星在望，推进航天筑梦忙。
　　待来日，去星辰大海，九天翱翔。