2015年9月20日,长征六号运载火箭在太原卫星发射中心成功将20颗卫星送入太空。上海航天技术研究院(中国航天科技集团公司八院)从“十年一箭”到“一年十箭”,成功发射的消息似乎早已司空见惯,但这次成功发射却意义非凡。因为它是我国新一代运载火箭的首飞箭,再次证明了上海航天首发必成的信念;因为它开创了我国一箭多星发射的新纪录,用成功展示了长征火箭托举的力量;因为它标志着我国运载火箭应用进入了新纪元,继长征火箭实现200次发射后再次创造了中国航天发展的历史新篇章。 “自主创新”确立我国新型运载地位 半个多世纪,是历史长河之一瞬,是无垠沧海之一粟。但对于上海航天人来说,又是何等的波澜壮阔,荡气回肠。新一代运载火箭的首飞成功,使长征六号成为继风暴一号、长征四号甲、长征二号丁、长征四号乙、长征四号丙等上海航天运载火箭家族的又一新成员。 时间倒回到上世纪90年代,世界各国都开始投入新型运载火箭的研制之中,进一步提高火箭可靠性、降低发射成本、提升运载能力成为新型火箭的发展趋势。我国发展新一代运载火箭的设想也从此应运而生。经过研究论证,2008年,中国航天科技集团公司明确由上海航天技术研究院组织开展新型液体运载火箭的研制工作,开启了型号艰苦的研制攻关历程。 对于研制团队而言,这无疑是一个极为令人振奋的消息——能从事一个全新型号的研制,无疑是每一个火箭人都梦寐以求的事。新型运载亮点是“新”,难点也是“新”。为了满足火箭高安全性和可靠性、低成本和短周期发射等要求,研制团队秉持绿色环保、精准控制、多星发射等全新设计理念,大胆采用全新的总体方案、结构形式、动力系统和电气系统,自主创新成果达到几十项,可靠性指标达到国际先进水平。 研制初期,发动机自生增压系统、燃气滚控、“三平”测发、复合材料夹层共底贮箱、新型电气系统……一个又一个大胆的设想在一轮轮通宵达旦的讨论中不断地被提出。研讨、改进、论证,再研讨、再改进、再论证、再讨论……终于,半年不到的时间,就完成了火箭优化方案,解决了运载能力、测发流程、整体起竖可行性、火箭可控性、新型结构方案等几大难题,总体技术指标满足了立项要求。2009年有关部门正式批复立项,命名该型火箭为长征六号运载火箭。 “模式转型”要“成功”也要“效益” 长征六号运载火箭研制过程中,上海航天技术研究院正在加速推进科研生产管理模式转型。院长代守仑说:“我们改革的目标,就是为了走向产业化,也就是说,花同样多的钱,更加高效地研制出更高附加值的产品,让上海航天技术研究院的科研生产在成功、效率、效益三个维度上实现均衡发展。”2015年上海航天技术研究院有9发现役火箭发射任务,可以说长征六号的首飞成功不仅经受了高强度研制、高密度发射的考验,科研生产管理模式转型也在该型号得到了充分体现。 承担长征六号火箭总体研制的805所,按照新的科研生产管理模式转型定位,集技术发展、项目实施、系统级产品保证于一身,推进管理模式由单纯技术支撑向技术与管理并重转型,建立型号系统级产品保证队伍,形成专业化、矩阵式产品保证组织管理模式与机制,在研制过程中初步实现了技术、质量、计划的统筹策划与集中管控,将原先零散的具体工作转化成系统、全面、规范、科学的要求,进一步提升了长征六号的可靠性。在新的科研生产管理模式下,研制团队实现了计划完成率百分之百,交出了一份改革生产“两促进”的答卷。 据长征六号火箭总设计师兼总指挥张卫东介绍,型号立项之初,就秉持着“低成本、高可靠性、适应性强、周期短”的设计原则。研制团队参照国际运载火箭的发展方向,选用了新研制的高比冲、大推力、无毒液氧煤油发动机作为主要动力。为保证火箭的运载能力和可靠性,优化总体构型,设计师们提出在发动机增压输送系统中采用含有一定杂质的氧箱自生增压技术,来实现发动机氧箱的内部增压。但由于自生增压气体中含有微量杂质气体,可能对阀门和发动机造成影响,而且这在世界上尚无可借鉴的成功案例。 面对诸多质疑,研制团队没有动摇,而是迅速组织队伍开展自生增压技术攻关,详细分析杂质气体对增压输送系统的影响,并开展消除措施的有效性验证。随后根据发动机试车数据及总体参数,进行自增压方案论证、增压计算、对比分析,并最终确定了设计方案。 2012年11月,火箭迎来研制历程中最关键的一个考验——一子级热试车。伴随着震耳欲聋的声响和发动机尾焰蒸腾出的滚滚水汽,短短170秒,增压输送系统全程增压正常,控制系统按预定程序发出控制指令,伺服机构双向摆动顺利完成,燃气滚控按预定程序完成多次打开关闭,首次热试车圆满成功。2013年4月,二子级热试车试验成功;2013年7月,三子级热试车试验成功。三次热试车的圆满完成,验证了自增压系统与发动机匹配合理,也充分验证了自增压技术的可行性,为长征六号首飞奠定了扎实的基础。 “首飞成功”开创长征火箭新的里程碑 2013年9月,火箭正式转入试样研制阶段,与此同时,研制团队进驻太原卫星发射中心,开展整箭发射场合练,对新型号、新工位、新设备、新队伍、新流程、新状态、新技术按照火箭发射的流程进行一次完整的实地演练,为最后的发射做准备。2013年12月,圆满完成推进剂加注等各项考核项目,为长征六号的发射积累了一整套完备的数据和流程。 2015年7月,长征六号火箭正式出厂,9月20日,火箭发射圆满成功。为了保障在高密度发射形势下实现首飞成功,上海航天技术研究院还针对高密度发射的新常态,调整优化发射场工作流程;精简压缩基地测发队伍;固化知识经验,组织各参试单位编写形成了涵盖总体、动力等11个系统56类岗位的发射场作业指导书;对重要、复杂工作按优先级进行排序,对工作内容进行详细分解并明确时间节点、责任人。 长征六号运载火箭的成功发射,进一步缩短了原有长征系列运载火箭的生产周期。它的发射成功标志着我国在运载火箭现代化、推进剂无毒化方向迈出了坚实一步,并将推动多星发射装置系列化、标准化的发展。也拉开了我国新一代运载火箭投入使用的序幕,对我国运载火箭后续发展具有里程碑意义。 “航天发展,运载先行”。作为我国航天事业的中坚力量和集团公司三大总体院之一,上海航天技术研究院立足“发展航天事业、建设航天强国”的战略,积极参与航天运输领域的战略、规划、指南的编写。“十三五”期间,长征六号火箭将在完成首飞的基础上,持续提高可靠性,优化测发流程,提高运载能力,拓展轨道适应性,提升多星发射能力。同时,在长征六号研制的基础上,继续开拓创新,积极研发下一代中型火箭和上面级,开展新领域、新概念跟踪和研究,打造长征六号火箭升级版,形成系列化的产品,为宇航发射提供多样化选择,在构筑国际一流,续航天梦、铸强军梦、圆中国梦中踏上新的征程。 |