第一個100發30年 第二個100發5年
堅守與創新鑄就長征火箭“上海品牌”
第200發,上海航天抓總研制的長征系列運載火箭騰空而起!今天凌晨4時03分,長征二號丁運載火箭在西昌衛星發射中心點火升空,順利將遙感三十九號衛星準確送入預定軌道,發射任務取得圓滿成功。這是中國航天科技集團有限公司上海航天技術研究院抓總研制的長征系列運載火箭第200次發射。
從長征四號甲火箭成功首飛35年來,上海航天長征火箭開拓創新、加速發展,用30年實現了第一個100發,用5年實現了第二個100發。在逐夢蒼穹的征途中,長征四號、長征二號丁、長征六號、長征六號甲火箭應勢而起,在服務國家重大戰略和推動航天強國建設中譜寫了輝煌篇章。
一次次發射
從幾年一發到一年幾十發
金秋十月,位于大涼山深處的西昌發射中心,已寒意十足。對59名從上海出發的試驗隊員來說,這次任務有著非比尋常的意義。他們親身參與了上海航天抓總研制長征系列運載火箭的第200次發射。
從1992年首飛至今,長征二號丁總指揮談學軍見證了長二丁一路成長為“金牌火箭”的全過程,今天也是他第83次執行長二丁發射任務。
20世紀90年代初,中國航天事業形勢十分困難,長二丁當時取得連續三發成功,被授予“優質運載火箭”的稱號。伴隨中國航天事業“節節高”,長二丁運載火箭十分忙碌。這些年,它的“乘客”中涌現不少“網紅”衛星:暗物質粒子探測衛星“悟空號”、量子科學實驗衛星“墨子號”、太陽雙超衛星“羲和”號等。它曾實現一箭41星的驕人戰績,刷新了中國一箭多星的發射紀錄;去年,長征二號丁火箭在酒泉、太原、西昌三大發射中心實現15戰15勝,保持我國運載火箭單一型號年度發射新紀錄。
“盡管長二丁已經是一型非常成熟的火箭,但試驗隊把每一次發射都看作一次全新的任務。”30多年與長征火箭相伴,每一次都見證火箭拔地而起,談學軍還是沒有看“倦”火箭,每次發射前,他依然緊張、興奮以及期待。
盡管從第一發長二丁發射到今天,每一發火箭外表看起來都差不多,但其實內里發生了很多改變:加長二級貯箱、增設二級推進劑利用系統、配置多種尺寸的衛星整流罩、增加姿控發動機系統……每一次改變,都讓火箭的綜合能力變得更強。尤其是,長二丁火箭配合八院抓總研制的“遠征三號”上面級,使火箭具備200公里到2000公里多星部署和星座快速組網能力,可承擔中小型航天器多樣化發射任務,進一步豐富了長征二號丁運載火箭的任務能力。
“過去是兩三年一發任務,試驗隊一去就是一兩百號人;現在是一年幾十發任務,一發接著一發,五六十人在發射場干15個工作日左右。試驗隊經常在上海、太原、酒泉和西昌四地開展工作,一枚火箭發射在即,下一發任務已經抵達另一發射場,上海還有一枚火箭正在進行總裝測試,而被安排在年底的任務仍處于設計當中。人員、設備、流程都很緊張,我們在管理方法上不斷改進。”談學軍介紹,在試驗隊里,還有一支專職測發隊伍,打破了各單位間分工界面,集中力量釋放了設計師資源,測試人員縮減了25%,測試周期縮短了36%,從而提升了運載火箭批產能力、測試質量和效率。
一個個紀錄
“上海牌”火箭的多個首次
35年來,上海航天長征火箭逐步形成了覆蓋多種不同軌道,滿足不同噸位、不同構型衛星發射需求、可提供全天時、全天候、多基地的發射服務綜合能力,從常溫到低溫,從單芯級到固液捆綁,不斷轉型升級。
1988年9月7日,長征四號甲火箭成功首飛,將風云一號氣象衛星送入預定軌道,開創了我國大型運載火箭首飛一次成功的新紀錄,使中國成為世界上第三個能夠獨立發射太陽同步軌道衛星的國家,也拉開了八院抓總研制的長征系列運載火箭200發的序幕。談學軍參加了這次長征火箭發射任務。“發射前,我就在塔架工作。當時特別激動,火箭發射時整個大地都在顫抖。”他介紹說,即便是同一型火箭,每一發任務的狀態也都不一樣,載荷采取的擺放模式不同,所在發射工位的不同,都會影響火箭的技術狀態和產品狀態,這些紛繁復雜的狀態給試驗隊的設計、生產以及總裝測試都帶來不小的挑戰。
談學軍深知,成功的道路不是坦途。“如果在發射場遇到一個小問題,可能就要付出兩三個通宵來解決。進了發射場,每天都有關鍵節點,每一步都關系著成敗,我們不能有絲毫疏漏,火箭絕不能帶任何一個問題上天。”
靠著這份嚴謹細致,靠著一代又一代航天人對夢想的堅守,上海航天運載火箭團隊35年不斷創造佳績:
長征二號丁火箭共實施83次發射,發發成功,刷新了我國一箭多星發射的新紀錄。高精度發射土耳其衛星,為長征運載火箭樹立良好國際聲譽,并多次承擔國際發射服務,成為世界航天舞臺一道亮麗的名片。
長征四號火箭共實施103次發射,成功將風云、資源、遙感、實踐、試驗、高分、天繪、環境、海洋、陸探系列衛星,以及嫦娥四號中繼星等多種類共計170余顆衛星送入預定軌道,成為我國第二個進入“百發俱樂部”的火箭型號。目前長征四號運載火箭700公里太陽同步軌道運載能力可達3噸,已成長為適應性強、可靠性高、經濟性好和發射周期短的主力型火箭。
長征六號火箭共實施11次發射,開啟新一代運載火箭新時代,靈活多樣的一箭多星、“拼車”服務為小衛星發射市場帶來新氣象,拓展了我國運載火箭發射服務新模式。
一步步跨越
邁向更加廣闊的星辰大海
今天,上海抓總研制長征系列運載火箭的發射次數正式刷新為“200”,成為上海航天發展歷程中的又一里程碑。
在邁向航天強國的征程中,上海航天不斷推進科技創新和轉型升級:長四甲火箭在國內首次采用數字式控制系統,并開創了我國運載火箭領域全自動測發控的先河;長二丁火箭發發成功,刷新了我國一箭多星發射的新紀錄;長四乙火箭在國內首次實現一體化遠距離測試發射控制;長六火箭是我國第一款采用“火箭整體水平測試、星箭整體水平對接、星箭整體水平運輸起豎”的“三平”測發模式的液體運載火箭……
在運載火箭箭體結構中,每個貯箱兩端的半球狀底面被稱為火箭的“皇冠”。為了消除“皇冠”的焊縫,八院149廠通過充液拉深成形、鏡像銑削、快速防腐,實現了世界首個3.35米充液拉深超大超薄整體成形貯箱箱底在長征六號甲首飛的成功應用。
在火箭貯箱整體箱底成形技術中,充液介質的流速和壓力響應速度關乎產品技術的穩定性。為此,研制團隊必須要讓無形的液體聽得懂“指令”。整底工程化應用負責人胡藍介紹說,在箱底成形過程中,相當于用一個重達1.5萬噸的“鐵錘”一擊即中。這個過程就好比在一個碩大的密閉游泳池中,將近萬瓶礦泉水一邊向內注入,一邊往外放出,從而滿足板材的沖壓壓力和支撐作用。隨后,這個箱底便來到了鏡像銑削設備中,通過智能化激光掃描儀來采集“皇冠”上每一個信息。設備中的五軸運動機構就如同靈活的“雙手”,拿著高速運轉的銑刀在箱底內外銑削,保證了精度。經過多年努力,149廠的鏡像銑技術可以在一個厚度如蛋殼一般的產品上“雕刻”,加工周期縮短到了原來的三分之一,實現了箱底精密加工技術指標和生產效率的雙突破。
長征六號甲的發射成功,使上海航天運載火箭一次性實現了單芯級到芯級助推捆綁再到液體芯級固體助推混合捆綁的三級跳。從“光桿箭”到“混動箭”,為全箭提供70%推力的四個固體助推“大力士”的加入,需要火箭“大腦”更聰明也更健壯。長六甲火箭的控制系統采用液氧煤油發動機+液壓伺服機構與固體發動機+電動伺服機構的跨界混搭組合,確保火箭飛行快、穩、準。長六甲火箭還做到了伺服機構故障的在線診斷和自我修復,用智能控制方法讓火箭智能飛行。
站在200發的新起點,上海航天將持續提升現役火箭運載能力,發展能力更大的火箭型號,在突破低溫動力和固液捆綁技術的基礎上,提早布局新箭體直徑、通用芯級捆綁、高性能末級等拓展手段,攻克制約運載系數提升和動力性能提升的關鍵技術難點;進一步提升高密度發射能力,支撐大型星座快速組網等典型任務實施,切實提升我國運載領域在進出太空、利用太空、探索太空方面的能力和效益。
星空浩瀚無比,探索永無止境。在中國航天事業發展的長河中,追夢的腳步永不停歇,上海航天人正邁向更加廣闊的星辰大海。(記者:葉薇 來源:新民晚報)