上海航天研發(fā)團隊突破十二項核心關鍵技術
由中國航天科技集團上海航天技術研究院全新研制的我國首枚長征六號運載火箭，于2015年9月20日7時01分，在太原衛(wèi)星發(fā)射中心一飛沖天，成功將20顆衛(wèi)星送入深邃太空，由此開辟了我國運載火箭的新紀元。
首發(fā)成功至今，已逾半年。但長六型號總設計師兼總指揮張衛(wèi)東帶領的這支“長六”研發(fā)團隊，回想起研發(fā)過程，仍滿懷自豪。這支立項時平均年齡28歲的研發(fā)團隊，6年攻關，突破了12項核心關鍵技術，申請專利超過150項，完成了我國新一代運載火箭的研制任務，對我國運載火箭后續(xù)發(fā)展具有里程碑式的意義。
填補空白，顛覆傳統(tǒng)火箭測發(fā)模式
長征六號運載火箭，離不開這幾個關鍵詞：綠色燃料、全新發(fā)射方式、一箭多星、精準控制?？梢哉f，每一項技術都填補了我國運載火箭的技術空白。
談到“長六”的技術創(chuàng)新，張衛(wèi)東如數(shù)家珍?！伴L征六號‘第一新’就是動力裝置，過去的火箭發(fā)動機使用的是有毒性的燃料，現(xiàn)在改用綠色環(huán)保、廉價、性能好、易存儲的液氧/煤油推進劑。”張衛(wèi)東說，“我們還采用了效率更高的創(chuàng)新式循環(huán)方式：液氧煤油高壓補燃循環(huán)。長六的‘心臟’：一級和二級發(fā)動機都是液氧煤油高壓補燃循環(huán)發(fā)動機，一級發(fā)動機120噸，推力比過去的型號提高了60%?！?/p>
“第二新”是“三平”測發(fā)模式?！八^‘三平’就是水平整體測試、水平整體星箭對接、水平整體運輸起豎發(fā)射，即：平的運輸，平的測試，站在車上豎起來就發(fā)射了?！睆埿l(wèi)東解釋道，“采用‘三平’測發(fā)模式的發(fā)射準備周期只要7天。傳統(tǒng)火箭執(zhí)行發(fā)射任務，需要分段運輸至發(fā)射場，在服務塔里完成各個子級的垂直總裝和測試，不但周期長，所需的試驗人員也多。”這一次，他們徹底顛覆了傳統(tǒng)的火箭測發(fā)模式。
運載火箭的載荷投送能力，是衡量國家航天實力的最重要指標之一。上世紀80年代，我國開始應用一箭多星技術，不過“長六”的“一箭20星”卻是首次?！耙淮伟l(fā)射20顆衛(wèi)星確實是一項艱巨的任務，這可不是‘天女散花’。我們對每顆衛(wèi)星的安裝形式和分離姿態(tài)都有嚴格的要求。長六承載的衛(wèi)星質(zhì)量和形狀各異，從一百多公斤到幾百克不等，因此保證衛(wèi)星的安全可靠至關重要?！遍L六副總設計師丁秀峰說，此次任務采用的是“靈巧末級”設計及“多星軌道周期控制方法”，就是防止大量衛(wèi)星在釋放時星箭和星星間發(fā)生意外碰撞。
那么，如何實現(xiàn)衛(wèi)星的精準入軌？“長六”控制系統(tǒng)負責人周如好指出，這依賴于火箭的“神經(jīng)控制網(wǎng)絡”——控制與制導系統(tǒng)。“過去的火箭控制系統(tǒng)信息傳輸是模擬電纜傳輸，無法滿足大量的信息交換。新型運載火箭實現(xiàn)了全箭信息數(shù)字化傳輸和綜合利用，保證箭上控制系統(tǒng)計算機與各單機之間實現(xiàn)快速、準確的信息互通，為長六火箭實現(xiàn)精確控制提供了便利條件?！敝苋绾谜f，“在控制系統(tǒng)中，我們還采用了雙八表捷聯(lián)慣組組合導航技術和迭代制導技術，確保衛(wèi)星能夠被精準‘投遞’到最終軌道?！?/p>
技術攻堅，不放過每一個細節(jié)
“長六”的成功首發(fā)，獲得了第十七屆中國國際工業(yè)博覽會最高的“特別榮譽獎”。張衛(wèi)東卻說：“這才是萬里長征第一步，長征六號系列運載火箭的發(fā)展之路還長著呢?！毖兄埔豢钚滦瓦\載火箭，六七年時間遠遠不夠。事實上，前期論證和工作在2000年初期就已經(jīng)開始，前后一共歷經(jīng)十余年。正如張衛(wèi)東所言，“技術不是突然‘蹦’出來的，而是一步一步鉆研和積累而來?！?/p>
運載火箭的可靠性要求非常高。“長六”的可靠性高達0.98，屬于國際先進水平。下轉(zhuǎn)4版（上接第1版）為了這個“0.98”，嚴謹踏實的上海航天人背后付出了無數(shù)汗水和心血。在“長六”團隊中，丁秀峰幾乎是“萬綠叢中一點紅”。身為女性的她，做事格外細致。一次火箭一子級動力系統(tǒng)熱試車出廠測試中，丁秀峰發(fā)現(xiàn)氧箱內(nèi)的傳感器螺釘上按照常規(guī)做法點了紅漆，表示驗收通過。但如果油漆剝落可能產(chǎn)生多余物，可能會對發(fā)動機產(chǎn)生影響。面對項目進度的壓力，丁秀峰還是立刻召集了相關人員進行討論分析、查閱大量資料，最終驗證油漆與氧箱內(nèi)氧化劑不相容。為了清洗油漆，團隊做了大量浸泡試驗。經(jīng)過3天通宵達旦的工作，最終消除了隱患。
為了提高火箭運載能力，給火箭“瘦身”是最佳途徑，但難度也最大。團隊采用了國際上從未使用過的大溫差夾層共底貯箱技術。“將-180℃的液氧和20℃的煤油裝在同一個箱子里，可不是簡單的‘雞尾酒’組合。當中的夾層要同時承受正壓和反壓，還要抵抗兩種液體間200℃的溫差?！痹谠囼灹?2個貯箱之后，團隊終于攻關成功。這項細微的突破性技術，足足用了1年多時間。
“小概率事件不等于不可能事件。”周如好說，他帶領的小組負責長六火箭的“神經(jīng)系統(tǒng)”研發(fā)，責任重大。火箭出廠前的集成試驗中，設計師發(fā)現(xiàn)光纖速率陀螺遙測數(shù)據(jù)出現(xiàn)了一拍突跳，不過這并沒有影響系統(tǒng)運作。但周如好了解情況后，立刻與小組成員對數(shù)據(jù)進行長達數(shù)月的復查和分析，團隊發(fā)現(xiàn)在上百條歷史測試數(shù)據(jù)中，僅出現(xiàn)這一次突跳。周如好依然堅持分析、制定測試方案、搭建測試環(huán)境、復現(xiàn)故障，一次收集了近2000萬條通信數(shù)據(jù)。經(jīng)過仔細比對后，終于復現(xiàn)了故障現(xiàn)象，在多方協(xié)同下徹底排除了看似不存在的缺陷。“長六”研發(fā)過程中，僅一項風險報告就多達數(shù)百頁。
這支航天團隊明白，成功靠的不是運氣，而是扎扎實實的技術和細致謹慎的思考。
投身研發(fā)，“三過家門而不入”
2009年，長六研發(fā)團隊臨危受命，對于這樣一發(fā)新型火箭，可謂是在一張白紙上繪藍圖。那時，團隊大多數(shù)成員還是剛剛從“象牙塔”走出來的“菜鳥”。7年過去了，陪伴“長六”成長的這群“菜鳥”已是而立之年，都已個個在自己的專業(yè)領域獨當一面。
組建團隊之初，不少人都是放棄原本舒適的工作環(huán)境，接受這項艱巨任務的。系統(tǒng)初樣階段，控制系統(tǒng)所有產(chǎn)品在測試時出現(xiàn)了幾十個問題。為了確保在3個月時間內(nèi)順利通關，控制系統(tǒng)團隊常常“白加黑”，試驗室時常在半夜依然燈火通明。在項目研發(fā)期間，伺服系統(tǒng)團隊的多數(shù)成員還是單身，宿舍在單位旁邊?！昂芏嗤乱驗樽〉媒越?jīng)常加班加點。”伺服系統(tǒng)副主任設計師施金花說。2012年首次在國內(nèi)運載火箭上應用的電動伺服系統(tǒng)與發(fā)動機第一次對接失敗?！澳菚r候組內(nèi)年輕人壓力很大，但是初生牛犢不怕虎，他們被激發(fā)了強烈的斗志，想到新點子后，隊員還會在深夜12時跑去仿真實驗室做試驗驗證。
技術攻關，說到底是一輪又一輪枯燥的設計、分析、測試和排障。在攻堅階段，一心撲在工作上的航天人，也總有些說不明道不清的遺憾?？刂葡到y(tǒng)試驗隊隊長、太原人周靜，曾“三過家門而不入”?！霸谔袌霭l(fā)射試驗時，她一步?jīng)]有離開團隊，每天夜以繼日地工作?！敝莒o同事說。
研發(fā)團隊不怕苦敢于拼的鉆研精神，也來源于張衛(wèi)東對每一位隊員的高要求。說到團隊里的年輕人，這位老航天人滿臉洋溢著驕傲和自豪?！傲㈨椫酰犂锒际切氯?，經(jīng)驗尚缺，但我對他們一直很有信心。”張衛(wèi)東說，環(huán)境鍛煉人，越艱苦的環(huán)境越鍛煉人。航天人一定能夠適應環(huán)境，而不會被它打敗。堅信眼見為實的張衛(wèi)東，時常出現(xiàn)在試驗的第一現(xiàn)場，和成員們一起討論、分析問題。
“未來長六的技術會繼續(xù)拓展，該型號還有新的規(guī)律有待探索，細節(jié)也有待完善。”張衛(wèi)東說，“我們到達的不是終點，而僅僅是跨出了第一步。”
