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长征二号丁运载火箭研制团队——发发成功铸就“金牌火箭”

发表时间:2014-12-08     信息来源:中国航天报

参观学习增加动力

作为中国长征系列运载火箭家族中的一员,长征二号丁火箭由中国航天科技集团公司上海航天技术研究院负责研制,主要用于发射太阳同步轨道及低地球轨道飞行器。该型火箭是1990年2月在长征四号甲火箭一、二子级的基础上开始研制的,长约41米,为常规液体推进剂二级运载火箭,充分继承了上海航天技术研究院40多年的研究成果,具有可靠性高、性能优良、经济性好等一系列显著特点,被誉为“金牌火箭”。

1992年8月9日,长征二号丁火箭首次飞行取得成功,截至2014年11月已圆满完成22次发射,成功率100%,先后将31颗卫星准确送入预定轨道,其中包括委内瑞拉、荷兰、阿根廷、厄瓜多尔、土耳其等诸多国外客户。其中,2012年12月19日成功发射土耳其遥感卫星,标志着我国运载火箭首次成功进入西亚北非的航天市场。一流的成功率、一流的服务换来客户的肯定,通过长征二号丁火箭发射的卫星客户在发射后均通过不同的媒介表达了对该火箭的肯定,在国际航天发射市场赢得了良好的声誉。

精心转场

临危受命铺就金牌火箭成长之路

1990年,国家为研制发射可靠性高、经济性好的常规推进剂运载火箭,下发了《关于长征二号丁运载火箭研制任务书的批复》,明确了长征二号丁火箭的研制任务。上海航天技术研究院各厂所在长征四号A型火箭研制队伍中抽调人员、配备干部,组建长征二号丁火箭研制队伍,在充分继承长征四号火箭的成熟技术基础上开始了研制。两年后的1992年8月9日,长征二号丁火箭首次发射返回式卫星即获成功,成为了中国长征火箭家族中的一员。

长征二号丁01批火箭曾在当时中国运载发射形势严峻的情况下,顶住压力,取得了发射圆满成功,多次扭转了被动局面,被原中国航天工业总公司授予“优质运载火箭”称号。长征二号丁火箭研制队伍总结了六条经验,即“六严”作风,作为成功经验得以传承。

2011年末,长征二号丁火箭连续成功发射15次时,被中国航天科技集团公司授予了“金牌火箭”的荣誉称号。截至目前,长征二号丁火箭共完成22次发射,均取得了成功。

一丝不苟

“高可靠、低成本、优性能”的持续改进之路

为提高运载能力、提升可靠性、增强任务适应性、降低研制成本,长征二号丁火箭研制团队在工作中不断采用先进技术,持续改进,肩负起上海航天技术研究院运载火箭新技术验证的重任。

2000年,研制团队开始长征二号丁02批火箭的方案设计,进行了一系列的持续改进。同时,为了提高火箭固有可靠性,火箭的控制系统进行了多轮改进,采用体积小、重量轻、精度高、可靠性高的动力调谐陀螺平台(小平台)代替早期气浮陀螺稳定平台,继而由“单平台”状态逐步过渡到“平台+捷联冗余”、再发展到“双捷联(激光惯组、光纤惯组)冗余”的状态,并采用冗余伺服机构和冗余箭机的方案,大大减少了控制系统的单点故障,提高了火箭全箭可靠性指标。2010年8月24日,采用冗余技术的火箭,成功将天绘一号卫星送入预定轨道。2014年,火箭应用了引入组合导航技术,火箭的入轨精度得到了显著提高,可满足有高入轨精度需求的客户。

为了降低发射成本,适应国内外小卫星发展需求,长征二号丁火箭研制团队还积极探索多星发射技术并承接了多次搭载发射任务。2006年,为满足“创新一号”和“试验三号”一箭双星发射需要,开始火箭双星并联发射状态的研制工作。长征二号丁火箭在2008年、2011年和2014年完成了三次双星并联发射,并于2007年和2010年先后两次搭载了皮星一号卫星。2013年,长征二号丁火箭还完成了搭载发射装载于荷兰研制的两个卫星分配器中的三颗微小卫星,分别为土耳其小卫星、阿根廷小卫星、厄瓜多尔小卫星。

未来,长征二号丁火箭将与上海航天技术研究院研制的多星发射上面级组合发射,可形成多星部署和星座快速组网能力,承担军民中小型航天器多样化发射任务。这样,火箭的能力可得到充分拓展和利用,同时可减少对发射场、测控系统的使用,缩短多星发射任务周期,有效地降低多星发射成本,适应小卫星和卫星星座发射市场的需求,有助于推进航天产业化的步伐。

仔细复查

不断拓展的国际发射市场

目前,国际发射市场上中小型卫星的发射数量已在发射总数中占据半壁江山,具有任务多样化、价格低廉、技术相对简单的特点,备受国际新兴航天国家和各类科研机构的青睐,具有广阔的国际市场。长征二号丁火箭的运载能力以及高可靠、低成本的特点,非常契合这一国际市场的需求。

2011年,长征二号丁火箭在与俄罗斯第聂伯火箭、日本H2火箭同台竞标中胜出,争取到土耳其卫星发射服务,同年5月17日和26日,长征二号丁火箭分别获得了土耳其卫星和委内瑞拉卫星的国际发射服务签约合同,首次叩开了上海航天技术研究院国际商业发射市场的大门。

2012年12月19日,长征二号丁火箭成功发射土耳其卫星,并创造了中国运载火箭入轨精度新纪录:实际入轨倾角的偏差值只有0.003度,比一般设计要求提高了30多倍。该任务为今后承担国际商业发射赢得了良好的口碑。

2012年,土耳其卫星及委内瑞拉卫星相继发射并取得圆满成功,标志着长征二号丁火箭已成功跻身国际发射运载火箭市场。从火箭的商业竞标成功,到火箭的研制过程,直至圆满成功发射,长征二号丁火箭研制队伍积极主动投身国际商业环境,在竞争中成长、在进取中学习,勇于创新、承载压力,精诚合作、攻坚克难,思维从任务型转变为商业服务型,熟悉并掌握了国际商业规则,苦练内功提升了自身技术水平,锻炼出了一支精干的国际发射服务队伍。如今,在国际发射市场上,卫星制造商、保险界和经纪人等业界人士,对长征二号丁火箭也从陌生到啧啧称赞。

认真操作

严阵以待 迎接高密度发射

从研制之初的几年发射一发,到近几年的一年发射几发,长征二号丁火箭正逐步走向高密度发射状态,承受着前所未有的困难和挑战。为保证型号研制顺利、发发成功,上海航天技术研究院不断强化项目管理,优化资源配置和工作流程,加强人才培养,提高工作效率。

首先,严抓设计工作规范化。利用质量体系文件将设计经验进行规范,采用设计指南、规范、作业指导说明等多种形式进行固化,提高设计质量与效率。

其次,提高设计手段,采用多学科协同设计。建立总体多学科协同设计仿真平台,形成总体相关的多专业设计能力单元,实现常用流程的模板化和自动执行及数据信息的统一集中管理和共享应用,极大地减少了专业设计的时间,避免了各专业数据串联和迭代过程的人为差错。

第三,提高工艺稳定性,推进产品化建设。建立型谱和提高产品成熟度,实现小批量滚动生产,并逐渐由作品向产品、作坊向产业转型。

第四,优化火箭测试发射流程。经过对前期多发任务的总结和充分的论证,将部分发射场测试项目放在了总装测试阶段进行考核,在保证测试覆盖性的基础上对发射场测试项目进行优化,缩短发射场测试的时间。目前长征二号丁火箭发射场流程由原来的25天,缩减到了19天,后续还将朝着测发流程缩减至15天的目标努力。

第五,建立专业测试发射队伍。根据国外同行经验,在高密度发射情况下,采用组建专门测试发射队伍的方式,可大幅提高发射场效率。目前型号也正在积极探索组建专用测试发射队伍。同时,积极推进远程数据判读。通过多种途径实现队伍专业化,提高发射场工作效率。

目前,长征二号丁火箭研制队伍严阵以待,正以专业的能力、充分的信心、饱满的热情,迎接高密度发射的考验。

从20世纪90年代的“优质运载火箭”,到为提高可靠性、满足用户需求、验证新技术而持续改进,再到为多星发射、国际化发射及高密度发射而不断提升能力、拓展市场,长征二号丁火箭研制团队将继续秉承“六严”的工作作风,坚持开拓创新,致力在中国航天运载火箭发射史上书写属于自己的更加灿烂的辉煌篇章!

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