□ 本刊特约记者 江雪莹
长三乙火箭发射升空
火箭一级卸车转载
2011年9月19日凌晨,伴随着长三乙火箭的发射成功, 中星1A卫星准确地进入预定轨道,西昌卫星发射中心指控大厅里传出的掌声和欢呼声,一扫一个月前“长二丙”发射失利所带来的压抑。中国航天人再次以其雄厚的实力和不懈的追求做出了响亮的回答。
中星1A卫星是中国卫星通信集团公司所属的一颗通信广播卫星,由中国空间技术研究院研制。可提供高质量的语音、数据、广播电视传输业务,将为我国通信广播事业提供更好的服务。
用于此次发射的长征三号乙运载火箭由中国运载火箭技术研究院研制。此次发射是长征系列运载火箭的第146次飞行。
从外观上看,此发火箭最大的不同,就是“脑袋”变大了。火箭整流罩直径由4米增加到4.2米,这主要是为了适应卫星尺寸大、重量沉的特点。
长三乙火箭三级转场及吊装
长三乙火箭总指挥岑拯(中)在工作现场
但增加的这0.2米,首先在运输上就给设计人员出了一个大难题。箭体直径的控制主要依据于铁路和隧道的宽度和高度,如果使用以往的运输方式,“大脑袋”过隧道时一定会被卡住。设计人员因此为它量身打造了一款“落下孔”车——在运输车的车底下挖一块,这样才确保它安全抵达西昌。
其次,整流罩的加大会造成火箭气动特性的变差,从而带来火箭飞行过程中状态的不稳定。尤其是在火箭飞到距离地面12千米高度时,风速最高,大约为2千米/秒,这相当于时速200千米的小汽车所产生风速的近40倍。设计人员除了对受力较大的箭体部分进行局部加强,还在总体设计和姿态控制上下了很大工夫。通过吹风试验的验证,火箭满足了飞行需求。
长三乙火箭总设计师 姜杰(左)与工作人员交流
闭合整流罩
在看不到的地方,此发火箭更换了一个全新的“大脑”。即采用双惯组复合制导代替了以往“平台+惯组”的制导方式。而所谓双惯组复合制导,是指两台惯组主从冗余加GNSS定位系统的复合制导方式。
惯组较平台来说,活动部件少,因此可靠性高,质量轻,成本也相对较低,但从前并不如平台的技术成熟。所以在以往的制导中,惯组一直处于从属的地位。随着其技术的发展和成熟,加之已经参加过20次以上的飞行,面对此次发射任务对运载能力高的要求,惯组正式取代平台作为制导方式。这个组合比以往的方式实现了轻量化的设计理念。
由于惯组是精密仪器,在工作过程中易出现误差,且误差随时间累积,又不能自校准。这样就容易出现火箭自身定位不准,飞行轨道偏差等问题。这时候就需要GNSS定位系统来帮忙了,它能更准备地定位火箭的速度和位置,从而修正火箭飞行的误差,提高精度。
之前,定位系统只应用于测量,这是它首次参与制导。虽然这一技术本身的难度并不大,但与惯组完美的协调配合,也是此发火箭改进的亮点之一。
此次发射既是新构型火箭的首飞,同时也是长二丙火箭失利后的首次航天发射。意义之重不言而喻。
长三乙火箭由于大整流罩和双惯组复合制导的改变,带来了硬件、软件,地面、箭上,很多相应的修改。研制队伍从方案设计、试样生产、初样生产到地面试验,都严格按照新型号首飞的流程进行。
同时,这一改进型的长三乙也将成为未来长征三号甲系列火箭的基本型,代表了火箭技术的发展趋势。很多新技术也需要通过这次上天进行检验,为完成未来要求越来越高的任务做好准备。
第三次总检查
然而与想象中的不同,这支队伍从“两总”到普通技术人员,都表现地十分从容,因为大家对于自己所做的工作和火箭的状态都胸有成竹。
总设计师姜杰告诉记者,火箭在研制之初就对评审流程和质量管理方面作了严格要求,加上出厂前进行的大量地面试验、半实物仿真试验、单机及系统的测试,尤其是请其他型号专家做了一次独立复核复算,确保火箭的成功发射。
这样一来,研制队伍的工作量相当于成熟型号发射的1.5倍~2倍。但做完了所有能做的、该做的工作之后,每个人都“心中有数”,对成功发射充满了信心。
近七八年来,火箭发射任务比原来增加了数倍,相比之下,队伍的总人数却基本没有增加。在高强密度发射的形势下,每个人承担的工作量也可想而知。
安装大喷管
安装尾裙与三级爆炸螺栓
助推器卸车转载
如果按照每次发射队员需出差一个月的时间来计算,岗位无人替换的队员就基本全年都得待在基地了。“这样当然是不行的,要不单位感觉没这个人了,还以为借调出去了呢。”总指挥岑拯风趣地笑道。
助推器安装
整流罩出厂
整流罩转载
整流罩起吊
针对这种情况,发射试验队的负责人通过优化流程和规范管理,将火箭发射前在发射场工作的时间从原来的近40天,减少到现在的21天左右。大部分的测试和工作都放在出厂前做,节约出大量外出时间。同时,工作任务排布得更加紧凑,也填补了很多时间间隙。
有时候,一枚火箭还未发射,下一枚就已经进场了。所以前一枚火箭队伍常常要同步替下一支队伍做好火箭转场前的工作,依次交替。任务集中的时候,30天就能发射两枚火箭。
人员动态调配的实施,改变了以往工作人员必须从头至尾全程跟随火箭发射的方式,以把自己的工作做好为前提,根据任务需要,适当调整行程。各场所岗位都要求有替换岗,确保一个队员连续出差不超过2个月。
今年4月份,发射试验队印发了《长征三号甲系列型号发射场管理手册》,对各个岗位的职责和工作流程都作了明确的规定,落实责任分工和安全管理。在每个房间都放上一本,这样,即使是第一次来发射场的人也能按规定正常行事。避免了人员更换频繁而带来的工作与管理上的混乱。
在一院发射队的年轻队员中,很多人都是赶在发射出差前去领证结婚,因为他们所有的个人计划,几乎都要根据发射的计划和进度来制定,一切以任务为重。
汤波与周宏就是这样卡着时间点,才顺利结了婚。而在这次发射任务中,夫妻俩同在基地,一起工作,着实令很多人羡慕。
三年以前,两人同时从清华大学航空航天学院博士毕业。在自己学有所长的领域把事情做到最好,为国家多作贡献的共同价值观,让他们做出了一起到航天科技集团公司一院工作的决定。
刚刚工作时,他们常在下班回家后讨论工作上的事。因俩人身处不一样的岗位,思考问题的角度和对工作的要求也不一样,还经常由于立场不同、意见相左而互相争吵。
现在,他们回忆起那段日子,都觉得这样的“交流”还是积极的意义更多。因为他们可以坦诚相对,且彼此间足够宽容,反而更容易增进了解。周宏笑谈,汤波老是让她多看研制文件,而自己多与图纸打交道,就总是让汤波看图纸。现在,两个人对两方面的工作都驾轻就熟了,“这算是个意外的收获吧。”两人笑称。
其实,他们的工作不可谓不辛苦,常常去不同的地方出差,一年大约有三分之一的时间都不在一起。可是两人的心态都非常好,这次逮住了机会,就申请一起来执行火箭发射任务。虽然还是各忙各的事,但每天能见上一面,聊上几句,工作起来也觉得轻松不少。
如同他们二人一样,众多的航天新兵们都在自己从事的型号工作中经历过研制的艰难攻关时期,也都曾有过玩儿命工作的时候。也许正是因为在同一个行业,彼此类似的经历,才使得这群航天青年能够彼此相互体谅,乐在其中。