手機(jī)版 | 網(wǎng)站導(dǎo)航
觀察家網(wǎng) > 國內(nèi) >

世界熱文:十年磨一“箭”,今朝問蒼穹 ——快舟十一號(hào)固體運(yùn)載火箭創(chuàng)新紀(jì)實(shí)

光明日報(bào) | 2022-12-08 09:38:30

12月7日,快舟十一號(hào)固體運(yùn)載火箭發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功,這標(biāo)志著快舟運(yùn)載火箭已初具型譜化格局,有力提升了我國低成本快速進(jìn)入空間的能力。這對我國固體運(yùn)載火箭航天運(yùn)輸系統(tǒng)快速發(fā)展,具有重大而深遠(yuǎn)的意義,它的研制歷程,就是在走一條別人沒走過的艱苦創(chuàng)新路。


【資料圖】

創(chuàng)新,是以新穎的思路填補(bǔ)空白

快舟系列固體火箭,是十年磨一“箭”。10年前,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)等星座部署初步興起,國際、國內(nèi)出現(xiàn)了對衛(wèi)星批量發(fā)射的需求,而固體運(yùn)載火箭成本低、可靠性高、保障要求低、快速發(fā)射能力強(qiáng),正可以滿足市場需求。中國航天三江集團(tuán)有限公司(以下簡稱“航天三江”)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)敏銳洞察到,發(fā)展小型固體運(yùn)載火箭,將成為支撐航天強(qiáng)國建設(shè)的重要發(fā)展方向。

快舟系列火箭的創(chuàng)新設(shè)想萌發(fā)。最先“出生”的是運(yùn)載能力較小的快舟一號(hào)。2017年,它的升級版,快舟一號(hào)甲,成功實(shí)現(xiàn)中國商業(yè)航天首次飛行試驗(yàn),目前仍常態(tài)化發(fā)射。

但運(yùn)載能力必須再提升,1噸級固體運(yùn)載火箭的空白必須填補(bǔ)。2014年,快舟十一號(hào)固體運(yùn)載火箭開始攻關(guān)。

當(dāng)時(shí),很多技術(shù)在國內(nèi)尚處空白,也沒有研制經(jīng)驗(yàn)可借鑒。

“就是要走一條創(chuàng)新的路,走一條別人沒有走過的路,唯有如此,快舟火箭才能脫穎而出?!笨熘巯盗谢鸺傇O(shè)計(jì)師梁紀(jì)秋要求,在自主研發(fā)中攻關(guān)核心和關(guān)鍵技術(shù)。

不重復(fù)老路,就是要對標(biāo)世界先進(jìn)技術(shù),搶占技術(shù)創(chuàng)新高地,就得把創(chuàng)新做到極致。為此,研發(fā)團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)之初,就死磕“創(chuàng)新”。他們最終拿出的高載荷比快速發(fā)射運(yùn)載火箭總體設(shè)計(jì)方案,被評審專家認(rèn)為“思路很新穎,創(chuàng)新性很強(qiáng),技術(shù)指標(biāo)很高。”

表面看來,與快舟一號(hào)甲相比,快舟十一號(hào)固體運(yùn)載火箭只是尺寸的增加、推力的提升,但實(shí)際上,其研制難度呈幾何級數(shù)增長,許多風(fēng)險(xiǎn)難以預(yù)料。

爆炸,發(fā)生了!首次地面點(diǎn)火試驗(yàn)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)爆炸。剎那間,黑煙滾滾,發(fā)動(dòng)機(jī)、試車臺(tái)、測試設(shè)備全都被炸壞,試驗(yàn)現(xiàn)場一片狼藉。

“最讓人受挫的是,這意味著一切歸零,此前的努力和進(jìn)展全部白費(fèi)。”發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)師焦曉亮說。

創(chuàng)新路上,失敗不可避免,但更重要的是,從失敗中汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),鼓起從頭再來的勇氣。當(dāng)晚,團(tuán)隊(duì)召開緊急會(huì)議,列舉所有可能的故障。而后,通過大量的仿真和試驗(yàn)工作,一項(xiàng)一項(xiàng)地去驗(yàn)證、排除,找到失敗原因,解決技術(shù)難點(diǎn)。

商業(yè)火箭,既要可靠,還要降低成本,為此,研發(fā)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地引入民營配套廠家。但這也帶來新的問題——為提升火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性,團(tuán)隊(duì)嘗試在關(guān)鍵部件上采用一體化方案,可由于殼體結(jié)構(gòu)形式特殊,性能要求高,民營配套廠家的技術(shù)難以滿足要求。

遇到問題,解決它。研發(fā)團(tuán)隊(duì)駐扎民營配套廠家,全程跟產(chǎn),分析試驗(yàn)數(shù)據(jù),確保研制進(jìn)度。功夫不負(fù)有心人,最終,他們攻克了一體化技術(shù),實(shí)現(xiàn)了高可靠性、低成本,火箭發(fā)動(dòng)機(jī)順利通過試驗(yàn)。

“大膽引進(jìn)民營企業(yè),不僅提高了資源配置效率,降低了產(chǎn)品生產(chǎn)成本,還提高了研發(fā)組織效率,縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)周期?!焙教烊h委書記、董事長馮杰鴻說,這也是快舟系列火箭研發(fā)過程中,開創(chuàng)的“快舟模式”。

創(chuàng)新,是數(shù)不清的失敗與重來

航天發(fā)展,動(dòng)力先行。在解決了火箭動(dòng)力之后,火箭上面級的動(dòng)力——液體姿控動(dòng)力系統(tǒng)成了橫亙在研制過程中的又一“攔路虎”。

“研制道路太過曲折,中間失敗然后推翻重來的次數(shù),一只手都數(shù)不過來,時(shí)間成本的損失更不用提了?!必?fù)責(zé)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的人員說。由于該系統(tǒng)技術(shù)難度大,研制進(jìn)展艱難,發(fā)射時(shí)間一再推遲。

就在大家一籌莫展之際,梁紀(jì)秋提出了一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù),實(shí)現(xiàn)了液體姿控動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能一體化設(shè)計(jì)的全新技術(shù)路線,這可真是暗夜中的一盞明燈。

可即便如此,液體姿控動(dòng)力系統(tǒng)的驗(yàn)證試驗(yàn),仍然經(jīng)歷了“首次失敗后成功,隨后又失敗再成功”的5年曲折坎坷,直到最后試車成功,大家懸著的心才稍微放下:“終于啃下這塊‘硬骨頭’?!?/p>

動(dòng)力技術(shù)難題突破,火箭就有了足夠大的推力;另一方面,在箭體重量上想辦法,也能使火箭本身足夠輕——每減去箭體1克重量,意味著增加1克的有效載荷,留給衛(wèi)星的選擇就更大。

為此,研發(fā)團(tuán)隊(duì)絞盡腦汁,每“克”必爭,在結(jié)構(gòu)優(yōu)化、材料篩選和實(shí)物驗(yàn)證上,耗盡了時(shí)間和精力。最終,他們創(chuàng)新性地采用新型復(fù)合材料,對箭體主結(jié)構(gòu)進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì),極大減輕了箭體的重量。研發(fā)團(tuán)隊(duì)還盡可能摸清火箭設(shè)計(jì)偏差量,探明火箭設(shè)計(jì)余量,能減則減,讓火箭的載荷比有了大幅提升。

可迎面又是一個(gè)“攔路虎”——火箭尺寸大、載荷大、工況復(fù)雜,運(yùn)輸發(fā)射系統(tǒng)規(guī)模也變得非常龐大,這讓全箭機(jī)動(dòng)發(fā)射難度陡增,快舟的“快”將難以保證。

“運(yùn)輸發(fā)射系統(tǒng)所承載的負(fù)載太大了,很多技術(shù)在當(dāng)時(shí)都是第一次嘗試?!必?fù)責(zé)地面發(fā)射系統(tǒng)的隊(duì)員們感嘆創(chuàng)新不易,白天頂著烈日酷暑,晚上熬夜分析數(shù)據(jù)試驗(yàn)。一場鏖戰(zhàn),通過對現(xiàn)有測發(fā)控系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)、運(yùn)載火箭全系統(tǒng)智能測試網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和發(fā)射流程優(yōu)化整合,大噸位車載機(jī)動(dòng)發(fā)射技術(shù)被攻克,實(shí)現(xiàn)了“一車一箭”無依托機(jī)動(dòng)“一鍵式”快速測試發(fā)射。

創(chuàng)新,是給每個(gè)問題最優(yōu)解

研制快舟十一號(hào)固體運(yùn)載火箭,每一個(gè)分系統(tǒng)都面臨著技術(shù)“瓶頸”和難題,而給每個(gè)問題最優(yōu)解,才能保證全面可靠。

提升可靠性,就能提升火箭發(fā)射成功率。為此,控制系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)大膽運(yùn)用通用化、模塊化設(shè)計(jì)等新手段,提升了控制系統(tǒng)的全面可靠性;軟件專業(yè)團(tuán)隊(duì)測試了火箭測試發(fā)射飛行中,近200種正常和異常工況下的正確性;在質(zhì)量復(fù)查中,研發(fā)團(tuán)隊(duì)大膽引入交叉測評,給質(zhì)量加上了“雙保險(xiǎn)”;測控通信團(tuán)隊(duì)通宵對比上百個(gè)參數(shù)、共計(jì)幾十萬行數(shù)據(jù),拼接出最全面、最準(zhǔn)確的結(jié)果。

“評審專家認(rèn)為,我們對某因素影響分析還不夠?!苯Y(jié)構(gòu)專業(yè)團(tuán)隊(duì)面對這樣的難題,只一個(gè)信念:“不夠,就把它補(bǔ)足?!睘榱舜蛳蓱],提升某艙段分離技術(shù)的可靠性,他們創(chuàng)新采用了一種零重力試驗(yàn)方法,順利完成驗(yàn)證,取得預(yù)期的效果。

環(huán)境專業(yè)團(tuán)隊(duì)最“頭疼”的事,是如何準(zhǔn)確模擬火箭的飛行環(huán)境,可現(xiàn)有的試驗(yàn)條件無法對這個(gè)“龐然大物”開展試驗(yàn),他們收集國內(nèi)外大量文獻(xiàn),沿著“化整為零,結(jié)零為整”的思路,開展攻關(guān),成功解決了大中型固體火箭全箭模態(tài)試驗(yàn)的難題。

十年磨一“箭”,正是憑著這股子韌勁兒、拼勁兒,快舟運(yùn)載火箭研發(fā)團(tuán)隊(duì)一路闖關(guān)奪隘,相繼攻克了液體姿控動(dòng)力系統(tǒng)、大推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、高載荷比快速發(fā)射、大噸位車載機(jī)動(dòng)發(fā)射、無依托快速測發(fā)等一系列先進(jìn)技術(shù),進(jìn)一步凸顯了快舟系列運(yùn)載火箭“移動(dòng)測試對接、移動(dòng)發(fā)射、移動(dòng)云測控”等特點(diǎn),提升快速發(fā)射能力,適應(yīng)多樣化發(fā)射任務(wù)。

披星戴月,深入偏遠(yuǎn)山溝,這些都算不得什么……大膽設(shè)想,小心求證,細(xì)致驗(yàn)證,最終,這些平凡崗位上的航天人,一點(diǎn)一點(diǎn)創(chuàng)造出快舟十一號(hào)固體運(yùn)載火箭的勝利。

(光明日報(bào)記者 詹媛)

標(biāo)簽:

  • 標(biāo)簽:中國觀察家網(wǎng),商業(yè)門戶網(wǎng)站,新聞,專題,財(cái)經(jīng),新媒體,焦點(diǎn),排行,教育,熱點(diǎn),行業(yè),消費(fèi),互聯(lián)網(wǎng),科技,國際,文化,時(shí)事,社會(huì),國內(nèi),健康,產(chǎn)業(yè)資訊,房產(chǎn),體育。

上一篇:

下一篇:

相關(guān)推薦