——我国新一代运载火箭长征六号研制历程记

6年前，中国航天科技集团公司八院开始担负起研发新型快速发射液体运载火箭“长征六号”的重任。

对此，长征六号火箭总设计师兼总指挥张卫东与众多火箭专家的想法如出一辙——

“一辈子能有机会从方案设计到完成发射，完整地参与一款新型火箭的研制既是艰辛的，又是幸运的，更是无上的荣耀。”

“长六”命名 关键技术扎堆亮相

中国决定研制新一代运载火箭的消息一经发出，各方竞相“探秘”，下一个是谁？于是，一支平均年龄28岁的研制队伍就这样开始面对一个全新型号。

在立项准备阶段，“无毒化”、“更低的成本搭配指定的运载能力”、“快速发射”……这些现役长征火箭不具备的全新性能指标已经敲定，但留给长征六号火箭方案细化论证的时间不足半年。

“我们从长征二号系列、长征四号系列以及长征五号的研制队伍中抽调了一些人，但研制新型号，人手还是捉襟见肘。”长征六号火箭副总师周遇仁说。

每日在资料堆里埋头摸索、精心打磨头脑风暴后的奇思妙想，以及晚上9点后下班、周末只休半天，成了设计师们的新常态。

从创新、讨论、改进再到创新，这种无休止的循环最终让运载能力、火箭整体起竖发射可行性、新型结构等难题都在火箭优化方案中被化解，总体技术指标满足了立项要求。

2009年8月，型号立项被正式批复，这型火箭被命名为新一代运载火箭，代号CZ-6。805所型号总体主任设计师张晓东回忆，兴奋一闪而过，团队就进入了方案设计阶段。在随后的一年中，设计师们翻过了研制之路上最陡峭的一座“山峰”。

如何用更轻的火箭发射指定重量甚至更重的卫星？总体构型优化成了摆在设计师们面前的第一道难题。

经过数次“碰头”，团队决定将火箭各分系统功能和指标进一步合理分配，在满足功能的前提下，尽量简化系统。

从动力系统开始，火箭的各个系统集体“瘦身”。合并、合并、再合并，那些日子里，设计师们仿佛成了资本市场上负责企业合并重组的运作高手。

从火箭总体构型优化到总体布局方案的确定，研制团队共确定了以12项重大关键技术为代表的90项关键技术。

其中，高比冲、大推力、无毒环保的液氧煤油发动机，“三平”测发模式（水平整体测试、水平整体星箭对接、水平整体运输起竖发射），大温差共底贮箱，排放率达97%、能存贮和管理推进剂的球形金属膜片贮箱以及减重25%、有全透波能力的卫星整流罩方案都是国内运载火箭领域首次运用，而氧箱自生增压技术更是在国际上首秀。

执着前行 创新方案闯关成功

液氧煤油发动机是“新一代”的重要标志，除了“劲儿”更大，推进剂燃烧后只产生二氧化碳和水，无毒环保让加推进剂的操作人员摆脱了厚重的防护服。

要让发动机“转”起来，就得给贮箱加压，把推进剂挤出来，就像“挤牙膏”。氦气增压方式成熟稳定，但氦气瓶块头大、占地方，还很贵。通过管路连接，加热发动机自身携带的液氧进行增压的方案进入了研制团队的视野。

然而，在增压过程中，从发动机引出的氧气含有微量的水和二氧化碳，可能会影响发动机运转。国际上没有应用先例，试验验证复杂，质疑声不绝于耳。

“阻力不小，但新一代运载就应该用新一代技术。”研制团队的创新念头并未动摇。

2010年初，团队陆续建成了自生增压气源模拟装置、可视化模拟装置和氧系统试验台，大量试验开始了。除了过程繁琐，这些试验价格不菲，有的单次就耗资百万元。

“3个月烈日的暴晒和接二连三的试验，让我们的牙更白了，因为人都被晒黑了。”805所主任设计师张亮风趣地说。

研发团队从艰苦的试验中收获了大量宝贵可靠的数据，最终，自生增压方案闯关成功。

同一时期，快速发射的关键技术——起竖系统也开始“冲刺”，2010年11月，团队成功实现“三平”。

“以前，火箭是分段从上海运到基地进行测试组装，在一系列流程优化后，发射准备仍需要20多天，而“长六”除了整流罩，采用全箭整体运输和测试，到位起竖后即可发射，发射准备只需7天。”副总师李程刚说。

共底贮箱设计是“长六”的一大创新，但如何确保低温液氧和常温煤油不发生温度交换，没少让设计师们挠头。隔温材料的攻关试验反反复复，2013年初，问题最终解决。

“12项重大关键技术中，低温阀门种类多，精密度高，早在2004年八院就开始了预先研究，并分为基础样机、模样、初样和试样阶段做试验，找问题，循环完善。至今，我们共生产了45种、2000多套阀门。”李程刚说。

2010年底，长六火箭转入初样阶段，随后的两年，研制团队辗转于上海、北京和发射基地。火箭热试车成功时，测试大厅的掌声、欢呼声以及在发射场2个月里的4196盒加班饭都成了队员们反复提及的记忆。

箭有“余香” 也为后人留下财富

2013年8月，长征六号转入试样阶段前夕，研制团队接到了新任务——一箭发射20颗卫星。

目前，世界范围内只有美、俄两国有过一次发射20颗以上卫星的经历，这意味着“长六”将肩负创造中国航天发射新记录的使命。

“卫星变多了，本来基本完成的火箭又要调整结构动力学等方面的指标。”周遇仁说。

如何确保飞行中卫星彼此间、星箭之间不碰撞？围绕这个问题，数字样机模拟、半实物仿真等试验让研制队伍再次忙碌起来。

“这次研制很大程度上得益于数字化。以前火箭研制，辅助设计手段少，比如我们会用木模做火箭模型，组装后做试验，现在可以用计算机仿真、建模型，用软件模拟组装。”805所主任设计师向长征说。

“借助数字化等手段，电气系统技术顺利实现了升级换代。”805所主任设计师辛高波说，“在丁秀峰副总的带领下，双捷联冗余、组合导航、迭代制导、燃气滚控下的全方位发射和天基测控等一系列还未进入八院主力运载火箭工程应用的技术，均用到了长六火箭的研制中。”

经过完善，研制效率更高、成本更低的数字化技术已经从新一代运载火箭的研制中推广到其他航天型号。目前，仅805所就已有8个型号产品在使用这种平台。

2013年9月的一天，湛蓝的天空下，驮着长六的发射车驶入阵地，支架缓缓抬起，把蓝白红三色涂装的“长六”竖在了发射台上。仰望着火箭，不少队员感慨：“6年前，它还只是图纸上用铅笔勾勒的轮廓。”

“以前研制一个型号，10年不新鲜，现在技术革新加速，研制周期也短了。新型号研制中，一些反复仍难以避免，不过也正是经历了摸爬滚打，这支队伍成熟了起来，尤其是占大多数的年轻人。”张卫东说。

2015年9月20日，全新的总体方案、结构形式、动力系统和电器系统随长六火箭进入太空。“开车拉着火箭快速发射”的愿望，变成了现实。

“现在回过头来看，老一辈航天人已经给我们留下了很好的经验，非常经典。我们要总结的还有很多，希望团队这6年的成果也能成为后来者的财富。”张卫东说。（王旭 范晴云/文 宿东 周子玺/摄）