2018年是中国航天高产的一年。这一年,作为中国航天高产的代表——长三甲系列运载火箭预计将完成14次发射任务,占我国全年宇航发射任务总量的40%,将再次刷新全年发射任务的纪录。其中有10次发射北斗导航卫星的任务,护送18颗北斗导航卫星升空入轨,标志着北斗导航系统进入全球组网的密集发射阶段。
不得不说,具有高可靠性的长三甲系列运载火箭堪称北斗组网的“大功臣”。作为全球唯一由3种轨道卫星构成的导航系统,北斗导航卫星对执行其发射任务的火箭要求非常高。适应能力强、服务轨道面多的特点使得长三甲系列运载火箭脱颖而出。有人形象的将长征三号甲系列火箭称为 “劳模”火箭。而面对火箭持续超高密度发射,研制生产任务异常艰巨,任务连续成功和产品交付的巨大压力,这支搭起通天路的“金牌团队”将做出怎样的回答?将付诸于怎样的行动?
是压力也是动力
截止至目前,长三甲系列运载火箭共实施95次发射,堪称我国“单一型号史上发射量最多次”的火箭。从2018年到2020年将预计执行发射任务40次左右,火箭将具备24天总装齐套一发火箭的能力,任务非常饱满。作为型号总指挥、总设计师的岑拯、姜杰,还有广大的长三甲火箭队员们早已将发射基地当成他(她)们的第二个家。据统计,近几年来,他(她)们每年平均出差天数达到200天,数不清的破晓黄昏,奔波于机场车站;数不清的节日假日,坚守在工作岗位,任务忙的时候,每天工作十三四个小时。对于整个型号团队来说,“陪伴”最多的是他们日夜守护的火箭。
“面对航天发射巨大的压力和繁重的任务,航天事业的发展对一个国家是举足轻重的,老百姓也投入了极大的关注和热情。这份职业带给航天人的成就感和愉悦感,是别的职业很难相比的”,长三甲系列运载火箭总指挥岑拯如是说。
顶层设计多项举措促交付
研制团队对全年长三甲系列运载火箭任务进行了系统分析和全面策划,明确了2018年长三甲系列运载火箭的任务目标、工作重点和主要研制计划的时间节点,针对存在的主要问题、生产短线和存在风险进行了分析,提出了相应对策。研制团队在顶层策划及综合管理、生产瓶颈解决、产品质量保证与控制、产品组织管理和人员等四个方面共梳理出34条措施。通过统筹布局,合力调配生产力,火箭的现有生产能力大幅提升,在2018年投入使用,实现双工位装配。总装厂充分利用北京、天津等多地生产能力,将部分产品转移至异地生产,实现多地联动,实现了生产资源的优化。研制团队对研制过程中每项工作都要精细化、表格化的固定管理模式进行管理,对产品质量、产品测试等重点方面进行严格把控,保证重点工作的完成。对火箭的出场模式和发射场测试流程也进行了细致优化。在保证测试覆盖性的前提下,合并测试并减少重复测试项目,是缩短周期的途径。目前长三甲系列运载火箭试验队在发射场的测试项目的任务周期缩短至20多天。
从“定制化”到“去任务化”
按目前发射计划,平均约26天一次发射,一发总装时间仅40天左右,且多发火箭总装工作并行开展,每发火箭出厂测试时间仅20天左右,年度计划没有任何余量。面对空前高密度发射挑战和人员设备紧张的局面,“去任务化”是实现火箭产品化的重要途径。“去任务化”是指实现火箭单机级、系统级和整箭级产品化、通用化、组批生产。就像批量生产的汽车可以匹配任何司机,这样火箭研制生产就可以先行一步,不被任务掣肘,质量管控更容易。之前火箭从立项到出场再发射,都是采用“定制化”方式,从一枚火箭固定对应一颗卫星。而“去任务化”意味着单级火箭、单发火箭完成总装后,可以灵活调整其承担的发射任务,只要卫星和火箭接口保持一致,针对具体任务只要调整软件即可。 目前,长三甲火箭研制团队正在逐步推进火箭“产品化”进程,对现有型号研制生产管理模式进行调整,逐渐形成“流水线”生产总装方式。
用北斗,发北斗
自2000年10月31日,长征三号甲系列运载火箭发射我国发射第一颗北斗导航卫星算起,至今共进行了27次发射,将33颗北斗导航卫星成功护送升空,因此长征三号甲系列火箭也被称为北斗组网工程的“专属列车”。
在建设北斗卫星导航工程期间,长三甲系列运载火箭既能确保“发发成”“发发准”,又能从容地应对紧张的工程进度,以高密度、高可靠性、高成功率的“三高”发射为工程建设抢出了宝贵的时间,让北斗卫星导航系统得以迅速投入使用,拓展卫星导航市场,拉动创造了数以千亿计的产值,使我国在国际卫星导航领域掌握了主动权、扩大了话语权。最值得一提的是,长征三号甲系列运载火箭首次使用兼容北斗卫星导航系统的三模接收机。即用北斗来发北斗。“三模”指的是北斗、GPS和格洛纳斯3种导航模式。这3种模式互相补充,进一步提高了火箭飞行入轨精度,从而降低远征一号上面级和卫星组合体推进剂的消耗。
确保北斗导航卫星100%成功率的背后,是研制队伍对创新、严谨的执着追求。虽然在新一代北斗导航卫星的发射任务中,长三甲系列运载火箭已经验证了“北斗三号”工程所需的各种“本领”,但研制队伍仍坚持把成功作为信仰,严慎细实地开展各项工作,确保成功。对质量的严谨管控的同时,研制队伍也没忘记进一步通过技术创新提升火箭的可靠性。据岑拯介绍,为适应北斗三号工程全球组网的要求,不断提高长三甲系列运载火箭发射任务的成功率和产品可靠性,近几年,火箭共进行了403项技术改进,平均每枚火箭进行技术改进28项,其中最高1枚达43项,发射均获得圆满成功。
“对长三甲系列运载火箭来说,北斗三号工程既是急难重的挑战,又是提高应对任务能力的机遇。” 2019年,长三甲系列运载火箭将成为我国历史上第一枚跨入“百次俱乐部”的运载火箭。