長三甲係列火箭迎“超級2018”,將進行史上最高密度發射

來源:澎湃新聞 2018-02-12 19:30:00

2月12日,隨著一聲巨響,由中國航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術研究院抓總研製的“長征三號乙/遠征一號”火箭呼嘯而起,托舉著北鬥三號衛星直刺蒼穹。

此次北鬥三號衛星發射采用“一箭雙星”的形式送入預定軌道。這是繼今年1月12日以來,“長征三號乙/遠征一號”火箭第二次以“一箭雙星”的方式發射。今年以來,中國已成功將4顆北鬥衛星送入太空。

2月12日,長征三號乙運載火箭“一箭雙星”將兩顆北鬥導航衛星發射升空。本組圖片:澎湃新聞記者 趙昀 發自西昌衛星發射中心

“金牌火箭”今年將發射14次,密度史無前例

“長征三號乙/遠征一號”火箭是長征三號甲係列運載火箭家族中的一員,是在“長征三號乙”火箭基礎增加上麵級發展而來的四級火箭。據了解,此次是長三乙/遠征一號火箭第三次執行北鬥發射任務。2017 年11月,“長三乙/遠征一號”將北鬥三號工程首發雙星送入太空。

“‘長三乙/遠征一號’火箭運載能力更強,適合一箭雙星發射,可加速未來北鬥全球組網。” 航天科技集團有限公司一院長三甲係列火箭副總設計師李京紅告訴記者。

據中國航天科技集團有限公司透露,2018年我國長征係列運載火箭預計將執行以北鬥衛星組網、長征五號複出、嫦娥四號探月為代表的35次發射任務,總發射次數將創曆史新高。在今年35次火箭發射中,長征三號甲係列火箭將執行14次發射任務,發射次數占全年發射次數的40%。

長征三號甲係列火箭總指揮岑拯向記者介紹說,今年長三甲係列火箭全年14次發射任務中有10次是北鬥衛星發射,其中,8次將是以“一箭雙星”的方式執行發射任務。

從2018年開始,長征三號甲係列火箭將迎來北鬥工程高密度組網的階段。在未來3年時間,長征三號甲係列火箭預計將執行19次北鬥導航工程的發射任務。岑拯指出,在未來2年裏,長征三號甲係列火箭將迎來百次發射,成為長征火箭家族裏第一個單一係列發射次數過百的火箭。

長征三號甲係列火箭一直有“金牌火箭”的美譽,它包攬了目前我國所有高軌道航天器發射任務,是長征係列運載火箭高強密度發射的“主力”,也是我國目前高軌道上發射次數最多、成功率最高的火箭係列。在2015年,長三甲係列火箭曾經創造出109天成功實施7次發射的紀錄。

從1994年2月8日長征三號甲火箭首飛成功至2018年2月, 長征三號甲係列型號共完成了84次發射,成功率近98%,在我國通信衛星工程、探月工程、北鬥工程、風雲氣象衛星工程等重大工程以及國際商業衛星發射服務中發揮了關鍵作用。高成功率讓長征三號甲係列火箭成為國際商業發射市場的有力競爭者,目前,該係列火箭在商業衛星發射服務中的保險費率已經處於國際最低水平。

滿足高密度發射:從“私人訂製”到“去任務化”

一年14次發射,長三甲係列的火箭一年發射次數接近中國2017年全年全部火箭發射的總和。從2018年到2020年,長三甲係列火箭預計將執行40次發射任務,任務非常飽滿。因此,對於長三甲係列火箭來說,高密度在後續幾年裏將會成為常態。

2010年,長征三號甲係列運載火箭經曆了一輪高密度發射。目前,長征三號甲係列運載火箭年發射任務量達10次左右,任務量增加從表麵上看是量的變化,其實是一個質的飛躍,因為研製並造出一發火箭需要幾年的時間,高密度發射對該型火箭在研製、製造、工藝、質量控製等方麵提出了更高的要求。

“在高密度發射的情況下,有時火箭發射團隊在間隔不到20天的時間裏就要完成兩次發射,一個試驗隊同時在執行2枚或3枚火箭的工作,任務安排得非常飽滿,”長三甲係列火箭總設計師薑傑薑傑坦言,“高密度發射對火箭研發團隊的成員也是一個挑戰,為了完成高密度發射任務,試驗隊以發射區待命的火箭為主線,把技術區火箭的工作統籌安排到整個工作之中。

“這種並行展開工作的方式對現場組織、調度、流程、工作項目的安排是一個考驗,對試驗隊隊員個人也是一個考驗,因為一個崗位幹兩個人的活,工作效率相當於提高了一倍。”薑傑說。

麵對高密度發射的挑戰,火箭研製團隊將之視為壓力,更將之視為動力。“對長三甲係列火箭來說,高強密度發射既是急難重的挑戰,同時也是提高應對任務能力的機遇,需要我們從管理上要效率,在生產模式上創新方法。”薑傑指出。

按目前發射計劃,平均約26天一次發射,一發總裝時間僅40天左右,且多發火箭總裝工作並行開展,每發火箭出廠測試時間僅20天左右,如果不從生產管理上想辦法,年度計劃沒有任何餘量。麵對空前高密度發射挑戰和人員設備緊張的局麵,岑拯表示:“從管理上要效率,‘去任務化’是實現火箭產品化的重要途徑,‘去任務化’是指實現火箭單機級、係統級和整箭級產品化、通用化、組批生產。”

岑拯解釋說,之前火箭從立項到出場再到發射,都是采用“定製化”方式,“從一枚火箭固定對應一顆衛星”。而“去任務化”意味著單級火箭、單發火箭完成總裝後,可以靈活調整其承擔的發射任務,隻要衛星和火箭接口保持一致,針對具體任務隻要調整軟件即可。

目前,長三甲火箭研製團隊正在逐步推進火箭“產品化”進程,對現有型號研製生產管理模式進行調整,逐漸形成“流水線”生產總裝方式。

據了解,研製團隊現在已經對全年長三甲係列火箭任務進行了係統分析和全麵策劃,明確了2018年長三甲係列火箭的任務目標、工作重點和主要研製計劃的時間節點,針對存在的主要問題、生產短線和存在風險進行了分析,提出了相應對策。岑拯介紹說,在頂層策劃及綜合管理、生產瓶頸解決、產品質量保證與控製、產品組織管理和人員等四個方麵共梳理出34條措施。

通過統籌布局,合理調配生產力,火箭的現有生產能力大幅提升。火箭三級箱體的工位將得以增加,預計在今年6月投入使用,實現雙工位裝配。總裝廠充分利用北京、天津等多地生產能力,將部分產品轉移至異地生產,實現多地聯動,實現了生產資源的優化。

對火箭的出場模式和發射場測試流程也進行了細致優化。“在保證測試覆蓋性的前提下,合並測試並減少重複測試項目,是縮短周期的途徑”。岑拯說,根據衛星的狀態種類,現在試驗隊在發射場的測試工作的任務周期縮短至20至26天。

測控人員在發射前對設備進行檢查,確保測控工作順利。

“把成功作為信仰”:嚴把質量關

在西昌衛星發射中心,經常能看到這一句標語:成功是差一點點失敗,失敗是差一點點成功。這句標語時刻提醒航天人:質量是航天事業的生命,即使一個小小的零件出現質量問題,就可能導致一次航天發射的失敗。“確保火箭高質量,確保發射發發成功是我們的責任,把成功作為信仰是我們這支隊伍最本真的追求,每一次的成功就是對未來更好更快發展的支撐。” 岑拯指出。

高密度發射情況下需要更加注重質量,為了嚴把質量關,整個長三甲係列火箭型號隊伍采取了多種措施,對火箭全流程質量進行把控。

吃透技術、精細化……這些航天人耳熟能詳的字眼,在型號隊伍裏絕不僅停留在表麵上,而是紮紮實實深入了下去。

早在前些年,型號隊伍就對型號產品做了“三性控製”。所謂“三性控製”,就是將所有產品的設計、工藝和過程控製的3方麵特性,進行全麵梳理並分析共性。這項工作的參與者,既包括各係統設計人員,也包括生產過程中的工藝、檢驗、裝配人員等,還有相關試驗人員,人人參與記錄,最終將產品流轉過程中形成的特性全部掌握。這樣一來,產品流轉過程就實現了有效控製。

測控人員在發射前進入工作位。

作為“金牌火箭”,長三甲係列火箭的可靠性也在一次次的成功發射中得到了驗證。型號隊伍將以往成熟的技術狀態固化下來,形成了一套有章可循的規範體係。而對於更改的技術狀態,型號隊伍專門成立了由型號總師係統組成的“技術狀態控製委員會”,嚴格把關,確保更改的技術狀態正確可行。

型號隊伍年初就把當年火箭的技術狀態基線確定下來,同時對火箭技術狀態的變化情況進行統計。統計後的技術狀態變化,都提交給“技術狀態控製委員會”審查,以實現對變化部分的重點監控和控製。

岑拯介紹說,長三甲係列火箭型號隊伍有一個文化,那就是“不是自己的問題也歸零”。

曾經,在發射中心測試期間,技術人員發現火箭電源機櫃的電壓出現了超差。異常現象的產生,是由於一種元器件引起了參數變化。型號隊伍對這個問題進行了“歸零”,這也是該發火箭唯一發生的問題。實際上,電壓是可調的,但操作人員對此了解得不夠,這說明細則規定得不夠詳細,存在薄弱環節,可以改進。

其實這原本不算個問題,但型號隊伍自己給自己加碼,通過“歸零”將相關操作細則固化下來。這個舉措就體現了他們對質量控製的要求的嚴格。

長征三號乙運載火箭在西昌衛星發射中心成功發射。

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