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“金牌火箭”如何炼成的?听长征二号丁运载火箭总指挥怎么说

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长征二号丁火箭。中国航天科技集团八院图

长征二号丁火箭。中国航天科技集团八院图

从小到大,从单一型号到多型号,从常温推进剂运载火箭到无毒无污染低温运载火箭,从常规末子级到多次启动、48小时在轨的上面级,中国航天科技集团八院(上海航天技术研究院)已经成为我国运载火箭研制不可或缺的重要基地。

截至目前,我国长征系列运载火箭300次发射中,航天科技集团八院(上海航天技术研究院)抓总研制的长征系列运载火箭执行了103次飞行试验任务,包括长征四号系列、长征二号丁和长征六号火箭等。其中,长征二号丁和长征四号系列荣获航天科技集团“金牌火箭”荣誉称号。

被誉为“金牌火箭”的长征二号丁在长征系列火箭300次中表现如何?在国际发射市场上的成绩又如何?对此,澎湃新闻(www.thepaper.cn)专访了长征二号丁运载火箭兼远征三号上面级总指挥谈学军。

长征二号丁火箭。中国航天科技集团八院图

长征二号丁火箭。中国航天科技集团八院图

高可靠性铸造“金牌火箭”

澎湃新闻:2018年我国成为世界上年度宇航发射次数最多的国家,而去年宇航发射任务的首秀和收官之作均由长征二号丁火箭担当。在长征火箭300次中,长征二号丁火箭一共进行了多少次发射?在长征火箭家族中的表现怎么样?

谈学军:1992年8月9日,长征二号丁运载火箭首次飞行取得成功,当时发射了一颗返回式卫星。到2018年12月,长征二号丁火箭成功完成43次发射任务,先后将91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。

长征二号丁在长征系列运载火箭家族中表现还是非常优秀的,长征二号丁火箭可靠性指标高达0.97,在世界运载火箭家族中,都是佼佼者。以往,集团出了一个规定,连续成功发射15次以上,会授予火箭“金牌火箭”的称号,长征二号丁火箭是“金牌火箭”。

澎湃新闻:在43次发射中,哪一次发射给你留下了最深刻的印象?

谈学军:给我印象最深刻的一次发射是2012年发射土耳其的卫星。这是长征二号丁火箭承担的首次外星发射任务。当时参与竞标的有俄罗斯的“第聂伯”火箭、日本的H2火箭,竞争还是非常激烈的,拿到合同是在2011年,之所以能在激烈的竞标中生存,与火箭高可靠性、高安全性有很大的关系。当时,谈合同过程中还出现了反复,因为土耳其方面对火箭提出了很高的指标要求,比如入轨精度、任务执行时间等。

土耳其卫星发射时间是在当年的12月19日,冬季,西北大漠可以说是天寒地冻,但长征二号丁还是在合同规定的期限内出色完成了任务,创造了中国运载火箭入轨倾角的偏差值只有0.003度的新纪录,比一般设计要求提高了30多倍,也比合同的要求高出了一个数量级,树立了良好的国际声誉和口碑。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,提到“LM-2D”(长征二号丁)运载火箭的评价还是很高的。

澎湃新闻:从第一发长征二号丁发射到现在,外表看起来差不多,过去二十多年里,火箭有没有进行一些改进?

谈学军:不是这样的,现在的火箭和上世纪90年代的相比变化还是很大的。2000年开始长征二号丁火箭进行了一系列的持续改进,包括加长二级贮箱、增加二级发动机大喷管、延长二级游机滑行时间、增设二级推进剂利用系统、配置多种尺寸的卫星整流罩、增加姿控发动机系统、增加排放离轨系统等,有效提高了长征二号丁火箭的运载能力及任务适应性。以整流罩为例,发射返回式卫星的时候是不用整流罩的,后来我们根据任务的变化,使用整流罩,现在已经发展了多种高度规格的整流罩,满足不同用户的需求。

此外,控制系统进行着持续改进,从早期动力调谐陀螺平台(小平台)代替气浮陀螺稳定平台、由“单平台”状态升级为冗余状态的“平台+捷联”、再发展到“双捷联(激光惯组+光纤惯组)”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;提高了火箭的可靠性、提升了卫星的入轨精度。

刚才我们提到了“远征三号”上面级,这个也是长征二号丁运载火箭的一个重要变化。有了这个上面级后,火箭具备200千米到2000千米多星部署和星座快速组网能力,可承担中小型航天器多样化发射任务。进一步丰富了长征二号丁运载火箭的任务能力。

长征二号丁火箭。中国航天科技集团八院图

长征二号丁火箭。中国航天科技集团八院图

澎湃新闻:您提到了去年12月“一箭七星”发射中使用了“远征三号”上面级。这个上面级有什么作用?对长征二号丁火箭又有什么好处?

谈学军:我也是这个上面级的总指挥。“远征三号”上面级具体的首飞时间是去年12月29日,经过4次精确变轨,将两组7颗卫星分别送入高度相差数百公里的预定轨道上。此次发射“远征三号”按照计划完成21次点火,是国内在轨点火次数最多的上面级。

上面级一种介于运载火箭与空间飞行器之间的新型运载器,它具有灵活、快速、多用途等特点,是国内首次实现将两组卫星部署到不同轨道上。传统的火箭“一箭多星”只能把卫星放在一个轨道面上,而“远征三号”采用结构一体化、动力主辅一体化、电气一体化设计思路,从而有效实现可以连续48小时自主在轨飞行,具备“多星异轨”部署能力(多颗卫星不同轨道)。对于特性情况,还能实现最大15度的轨道倾角调整。通过多次精确变轨,远征三号可以将各搭载卫星送达理想轨道位置,很大程度上延长了卫星的使用寿命,有效提高了运载火箭的运载能力和任务适应性。

该项目自2014年8月立项启动以来,突破了多项关键技术,填补了国内“多星异轨”发射部署的空白,整体达到国际先进水平。“远征三号”还有一个特点是具备离轨能力,任务完成后可以钝化处理,也就是再入大气层烧毁,这样就不会产生太空垃圾,并且再入大气层时我们会选择在海洋上空进行,避免对地面造成损害。

澎湃新闻:现在,新一代长征火箭已经面世,有些还成功进行了首飞。以后,长征二号丁火箭是不是会退出历史舞台?以后还会对火箭进行改进吗?

谈学军:还是会一直改进的,降低成本和提高可靠性及任务适应性是运载火箭追求的主要目标,未来长征二号丁运载火箭也会根据这些目标进行改进。

现在以长征五号、长征六号、长征七号、长征十一号为代表的新一代长征运载火箭已经成功首飞,有些还已经进行了多次发射。以后长征六号甲、长征八号、长征九号也会陆续亮相。但新一代运载火箭亮相并不意味着老一代的运载火箭马上就要退出历史舞台。新火箭还有一个成熟的过程,像可靠性、高密度发射等都是在一次次发射中锤炼出来的,口碑也是在一次次成功发射中积累的。因此,在未来一段时间,老一代运载火箭和新一代火箭将出现共存的局面。

弄潮国际发射市场

澎湃新闻:去年12月,除了去年宇航发射收官之作“鸿雁”星座首发试验星。当月7日,长征二号丁还以“一箭十二星”方式成功发射两颗沙特卫星,并同时搭载了其他10颗商业卫星,卫星进入预定轨道。据介绍,这是航天科技集团八院以批量采购模式执行国外商业卫星发射任务。长征二号丁火箭是什么开始弄潮国际商业发射市场?当时是一种什么样的心态参与到这种竞争?

谈学军:对火箭本身来讲还是挺有信心的。由于外方是首次研制卫星,我们在前期也开展了大量的准备工作,提高竞标的实力。也通过这次发射服务,锻炼了队伍。我们通过多次发射外星,队伍在对外发射服务以及国内商业发射都有比较丰富的经验。

澎湃新闻:现在,美国、俄罗斯、欧空局、日本等都在积极竞争国际商业发射订单。您认为,长征二号丁火箭最大优势是什么?

谈学军:是,现在国际发射市场的竞争非常激烈,为了争夺订单,大家都使出浑身解数。我们的优势:一是高可靠性、二是火箭是一个成熟的火箭,队伍也是“久经沙场”,发射准点率高,从2012年的土耳其星到去年年底的沙特星,我们都是按照一开始计划的节点发射的;三是经济性。长征二号丁火箭发射的价格无论是在国内还是国外,都是有较强竞争力。

为了降低发射成本,适应国内外小卫星发展需求,长征二号丁火箭还积极探索多星发射技术并承接了多次搭载发射任务。目前,除常规状态的“单星”构型,已具备“双星串联”“双星并联”“多星串并联”“支承舱侧壁搭载”“过渡舱侧壁搭载”等多种构型和搭载方式。目前,已完成36颗小卫星的搭载发射,涉及科研院所、高校、商业卫星公司等并与荷兰、阿根廷、丹麦等国外用户多次合作,得到了工程大总体、主星及长城公司的一致认可。

高密度发射能力和经验
澎湃新闻:现在你们团队除了承担国内的一些发射任务,还有一些国际商业发射任务,有些发射间隔时间很短。团队上是想了哪些办法适应高密度发射?

谈学军:现在我们已经具备很强的高密度发射能力和经验。比如去年我们的队伍就创造了40天发射4发火箭的新纪录,这个也是长征系列运载火箭发射密度最高的纪录。当时两支队伍在酒泉和太原两个发射场同时展开,两发火箭至今发射最短间隔时间是4天。

为确保全年高密度发射顺利推进,发射团队不断通过流程优化缩短发射场周期,编制了《CZ-2D火箭发射场工序手册》,推动集团公司精细化质量管理要求。在保证测试覆盖的前提下,通过项目简并,试验队员由130人精简至不足80人,已将常规流程从最初的两个月缩减为17个工作日,后续还将优化至15个工作日。在型号攻坚战中,团队总结了“一二三四五”的工作思路:即仅仅抓住保成功这一核心,围绕思想意识和产品保证两个基本点,以面向产品、面向细节、面向过程为抓手,做到四个务必的注意事项,重点确保五项关键项目的精准落实。

澎湃新闻:航天发射是高风险事业,高密度发射的情况下还要确保发射成功,你们采取了哪些措施保持不败的战绩?

谈学军:对于走向国际商业发射市场的长征二号丁火箭而言,每一次发射成功都在积累良好的口碑,有助于提升国内和国际的信誉。质量过硬是保证火箭成功发射的前提,是航天的灵魂。提到质量保证,保证产品质量主要是坚持航天质量保证的办法,发扬航天精神,保持队伍的工作作风。此外,在这些基础上做了一些提高质量的创新。比如,实行的声像记录模板化、班前会表格化、测试操作标准化、岗位责任精细化的“四化”措施,通过把工作要求具体化,有效控制风险点,提高火箭的可靠性。

火箭高密度发射情况,试验队员很容易产生成功疲劳。现在,试验队要求队员保持“空杯”心态,强调每一次发射都是从零开始,这样有助于克服成功疲劳,让队员持续保持清醒的头脑,每一次发射成功之后都以饱满的激情和干劲投入到新的发射任务中,交出一份火箭高密度发射次次发射、次次成功的完美“答卷”。

链接:航天科技集团八院长征火箭的高光时刻
1988年9月7日,首发长征四号甲运载火箭发射首颗风云一号气象卫星取得成功,创造了国内新型运载火箭首次发射即获成功等多个第一。

1992年8月9日,长征二号丁首枚运载火箭成功发射返回式科学试验卫星。

1999年5月10日,长征四号乙把风云一号C星和实践五号科学卫星成功送入预定轨道。长四乙首次“亮相”圆满成功。风云一号C星名称被镌刻在中华世纪坛。

2006年4月27日,长征四号丙火箭首飞成功发射遥感卫星一号,两个型号均由航天科技集团八院抓总研制。

2012年12月19日,长征二号丁遥二十二火箭发射土耳其GK-2卫星。这是八院首次发射国外研制卫星,标志着我国运载火箭首次成功进入西亚北非的航天市场,也为中国航天自1996年后重返国际低轨卫星发射市场奠定了基础。

2014年12月7日,长四乙遥三十二火箭成功地完成了中巴资源一号卫星的发射,长征四号乙运载火箭成功地实现了我国长征系列运载火箭的第200次发射。

2015年9月20日,八院全新研制的长征六号火箭成功地将20颗卫星送入预定轨道,开创了我国一箭多星发射的新纪录,圆满完成中国新一代运载火箭的首发任务。

2018年12月29日,搭载着远征三号的长征二号丁运载火箭,在酒泉卫星发射中心顺利发射升空,远征三号首飞成功,将两组7颗卫星分别送入高度相差数百公里的预定轨道上。此次任务远征三号按照计划完成21次点火,是国内在轨点火次数最多的上面级。

责任编辑:傅鑫 CM033
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