□ 本刊记者 王舒颖
与市场“赛跑”
——访全国政协委员、中国运载火箭技术研究院党委书记梁小虹
□ 本刊记者 王舒颖
“战战兢兢,如临深渊,如履薄冰。”出自《诗经·小雅》的这句诗,如一把利剑始终悬挂在梁小虹的心上。
2014年12月7日,长征火箭第200次发射圆满成功,成功率达到95.5%,位居世界第三。但中国运载火箭技术研究院党委书记梁小虹认为,仍旧不能高枕无忧,“成功是我们永远的挑战。成熟不等于可靠,可靠不等于万无一失。”
两会期间,本刊记者在科技组委员的住地——北京会议中心,对梁小虹进行了专访。梁小虹说,“深渊”一直在自己心里。“企业成功与否,市场说了算”。在市场经济的推力不断逼近这个老牌国企的当下,“深渊”不仅代表发射任务的万无一失,更包括如何在国内外的市场竞争中取胜。
记者:长征五号运载火箭的首飞原定在2014年,为何推迟到2016年?
梁小虹:坦白说,我们对很多难题估计不足。尽管我们研究院有几十年火箭设计、管理、制造和发射的经验,长五研制初期,部分能力仍不足以支撑大火箭的设计、生产、制造和发射。
长五火箭直径5米,过去我们火箭的直径3米多,就是这1米多的差距,挑战了我们国家整体制造能力和设计能力的“天花板”。打个比方,能10秒跑完百米的人全世界有很多,但能9.58秒跑完的就只有博尔特,这个0.4秒在一定阶段就是极限。长征五号的模装要用百万亿计算机设计,一个模块可能需要几百上千条语句来支撑,连计算机的运转速度都受到了影响,这些对我们的信息化技术数字设计和数字仿真能力提出了很高要求。长五使用的推进剂的量相当于现在火箭的五倍左右,液氢液氧的加注有一定的危险性,加注量增加到五倍危险系数也会大大增加。
记者:长征五号的运载能力实现了一个较大的跃升,这是否也对研制产生了很大的挑战?
梁小虹:是的。过去火箭起飞推力最多600吨左右,现在则达到了1040吨,运载能力翻了1.5倍,一些原本已经很成熟的计算模型和设计准则也不适用了,需要重新研究设计。此外,以前为了保证发射成功,火箭设计能力的安全余量在1.4倍以上。什么是安全余量?一个人估计自己最多能扛二百斤的货,那扛一百八十斤是比较安全的,这二十斤就是安全余量。现在为了提高运载能力,我们把安全余量留的很小,接近材料的极限,也必然带来方方面面的挑战。
记者:能否举例说,长五如何“挑战了国家整体制造能力和设计能力的天花板”?
梁小虹:在一定程度上,长征五号火箭遇到的极限不是中国航天的极限,而是国内工业基础的极限。它的材料、推进剂,包括制造加工都是特殊的,对我们和配套厂商都是考验。我们不能简单给尺寸,还要给出所有工艺要求和设计要求,比如重量、强度、结构,甚至与其它材料的熔接等,都非常复杂。
比如,长五火箭的射程更远,燃料箱的容量也要加大,它的燃料箱体芯级直径超过以往任何运载火箭。此前中国已有设备焊接的产品的最大直径为3m左右,达不到加工这枚运载火箭的要求。齐齐哈尔重型机械厂为此专门制造了一个大直径的全新制造平台用于焊接加工火箭燃料箱,这套工装长四十多米、高八米,不仅挑战了齐齐哈尔重型机械厂设计制造能力的“天花板”,也最终提高了它的工艺水平。
甚至一枚关键的螺钉,我们都可能要大费周章地进行研究。拧螺钉的力气都十有讲究的,如果拧大劲就会疲劳断裂,导致螺钉失效。
当然,难题解决了就是创新和提高,长五的研制也提高了我们国家基础工业技术的水平。
记者:这也再次证明了火箭是一个系统工程。
梁小虹:对,这也是为什么只有此时我们才能进入大火箭时代,因为国家综合实力提高了。研制大火箭需要相当的经费支持,需要各方面能力的支撑,比如基础工业、信息化水平、冶金、工业制造,所有相关部门的能力和水平都得有相应提升才能制造出大火箭。
记者:您刚才说,火箭背后是国家综合实力的竞争,中国运载火箭在国际市场上的竞争力如何?
梁小虹:无论火箭的运载能力、总体设计、系统先进性,还是部分零部件的制造能力等,中国都已经位于世界先进水平。事实上,自1990年长征三号运载火箭将一颗美国通信卫星送入预定轨道,35年来,长征火箭累计进行了约40次国际商业发射。
今年12月2日将是老挝第40个国庆节,在这之前我们将为老挝发射一颗卫星,以圆他们十几年的卫星梦。中国还为老挝培训了五十多个地面站运营人员,为将来卫星在轨运行的实际管理奠定基础。
记者:目前我们合作的对象是否主要集中在发展中国家?
梁小虹:1999年以前我们也曾为美国、欧洲公司发射卫星,当时我们在国际宇航发射市场占比约4%。但美国政府1999年后对中国火箭设置了障碍,凡是美国卫星公司用中国火箭发射必须经过国会批准,其他卫星公司如果使用美国的元器件也须经过美国国会批准。截至目前美国国会还没有批准过此类申请。
因此目前我们主要在发展中国家开拓市场。如果为欧洲公司发射卫星,必须保证是没有采用美国元器件的卫星。我们与欧洲合作时,对方如果不用美国器件造成了损失,我们会通过补偿方法解决,也争取到了部分订单。
记者:美国限制是否有松动的迹象?
梁小虹:我们国家几次在中美首脑高层论坛都谈到这个问题,奥巴马也曾示好,签证也更宽松,但目前为止美国国会仍没有给许可。
记者:抛开政治因素,进一步开拓国际市场还需要加强哪一方面?
梁小虹:火箭的市场竞争力主要有四个构成要素,发射周期、发射频率、成功率和价格。除了政治因素,现在拓展国际市场最大的问题就是价格。目前我们火箭发射的成本还比较高,部分订单没有盈利甚至亏损。真正走向世界,提高国际竞争力,就要遵循国际市场的价格规律,尽可能降低成本。
2017年左右,世界上会有八百多颗一百公斤以下的小卫星等待发射,我们想研制一些专门的小火箭来发射这种卫星,这也是为了赢得世界市场所作的考虑。
记者:Spacex公司作为美国商业发射公司的代表,其优势之一就是成本低。但去年天鹅座发射失败,也让大家对商业发射道路的有了更多元的思考。对此,您怎么看?
梁小虹:我们一直把Spacex公司作为一个解剖对象进行分析和研究。它有三个特点:投入少、人员很少、资产占有少。它不仅承担了美国宇航局很多发射任务,火箭的价格也便宜。价格低廉的情况下搞出高精尖的商业发射行不行?我认为要再看一段时间,以确定这种商业模式是不是可持续。
但我笃信,在航天领域,一定规模的投入才能保证一定的产出。美国哥伦比亚号航天飞机失事以及俄罗斯后来发射失败率比较高,都与国家投入减少有很大关系。资金投入不足就没法完成足够的试验,那么对问题的认识就会有局限性,继而导致对技术的掌握不够精深,最终就可能导致发射失败。
记者:是否可以这样理解,您觉得这种商业发射道路目前在中国仍不可行。
梁小虹:目前不行。记者:长远来看呢?
梁小虹:严格来讲,投入这么少产出这么高这么可靠,是个悖论。可能我们国家到了工业特别发达的时候我能做到,但今天一定是做不到,因为我们的工业基础、技术水平和发达国家还有很大差距。
记者:您如何定义航天强国?
梁小虹:个人觉得,只有对国民经济的发展、对人类生活影响越来越大,无处没有航天,那时候才算是航天强国。原则上,2020年到2025年,这个理想就可以实现。
记者:您认为未来中国是否会出现一家自己的Spacex?
梁小虹:狼总是会来的。随着市场的发展和不断完善,市场配置资源的作用发挥到一定阶段,Spacex这样的公司一定会有的。产能过剩是国内很多行业面临的现实问题,我也一直提醒自己航天领域也一定会面临激烈竞争,不管来自国内的还是来自国外的。我常跟我们的员工讲要有危机感、紧迫感和责任感,在狼还没来之前,就要在脑海中勾画出这只狼的模样,做好随时应对的准备。
记者:我们会如何应对未来可能面对的这只“狼”?
梁小虹:其实就是要遵循市场原则。企业成功与否市场说了算,而市场首先看的是价格,其次才是质量、服务、品牌等。
要降低价格必须降低成本。我们也不断推进火箭的产业化和市场化,“百发工程”是尝试之一。以前的火箭一发一发生产成本很高,”百发工程”通过一次性谋划100发火箭的生产组织、分批投产、顺序交付、即时发射,进一步实现运载火箭的规模生产,降低了单发火箭的成本。此外,我们通过优化发射场流程、设计实验方法等,也一定程度上降低了火箭的成本。
长征五号火箭采用了模块化设计,四种基础模块根据不同方式搭配,再加上整流罩等火箭部件就可以形成六种不同构型火箭,可以更灵活适应市场的不同需求。这些都是基于应对市场挑战的考虑。
记者:通过“百发工程”火箭的成本降低了多少?
梁小虹:优化了20%到30%的成本。当然,成本优化是一个永远的命题。但价格降低有一个前提,不影响质量和可靠性。
记者:去年1月一个21岁的少年成立了一家民营航天公司,几个月前,广西有一个60多岁的农民在自家屋顶上做了一个火箭模型。可见民间很多人对火箭很有热情和智慧。火箭研发制造是不是也会更多吸收民资民智?
梁小虹:我们火箭一定是开放的,而且随着发展会是一个更加开放和深度融合军民结合的领域。我们希望能够借助更多的社会力量,包括资本、技术和人才,促进中国运载火箭事业的发展。最近新疆文联副主席问我,他儿子对发动机有特殊的兴趣,能不能让他亲眼看看,我答应了。我鼓励孩子热爱科学,哪怕他长大了并不从事这行,我们也要创造条件让他们参与。民间资本如果有兴趣可以参与,做不了整型火箭的研制可以做配套产品,有原创技术的民营企业,我们也择优吸纳进来。
记者:现在有多少民间企业或者资本已经参与进来?
梁小虹:我没有详细统计过,但这是一个趋势。一方面,混合所有制到底如何发展还在摸索中,另一方面,宇航产品高投入高风险,一般民间资本不愿涉足。其实,进入这个领域某种程度上是一种“折磨”,我们要求质量绝对万无一失。比如元器件筛选有一个出现问题,如果是批次的问题这一批要全部淘汰,如果是机理性问题则可能影响一批的制造。这种投入不是一般企业所能接受的。
记者:您看好国内市场吗?
梁小虹:我看好,为什么?常有人问我发展航天有什么用,我国1984年就发射了通信卫星,如果没有三万六千公里地球静止轨道通信卫星,今天到哪儿看卫星电视呢?现在我们有几百个频道可以选择。这就是航天技术影响人们生活的例子。
另外,卫星对很多企业的经营管理也有帮助。现在中国电商发展迅速,去年双11淘宝的商品销售总额创下新高,但物流的压力也非常显著,货物不仅运送周期长,丢失的状况也很多。而美国零售业巨头沃尔玛,上世纪80年代就花了7亿美元发射了一颗卫星,专门用于物流工作,通过卫星及网络使公司总部及时全面掌握销售情况,在两小时内把全球商场内的货物通通盘点一次。在大数据时代,对企业物流进行实时监管与调度,意义更是不言而喻。
记者:发射一颗卫星的价格一般企业可以负担吗?
梁小虹:卫星发射的价格可高可低。当质量与可靠性达到一定程度,作为商业发射和作为政治任务发射的价格就不一样了。作为商业发射我会预留一定风险度,留5%失败概率,95%成功率,这可以大大降低成本。
记者:您现在负担的压力,除了完成国家的任务,还要应对市场的挑战。
梁小虹:对,所以我要一直保持“如临深渊”的心态。火箭从起飞到星箭分离,每一秒都可能出问题。一次成功不等于次次成功,次次成功不等于永远成功。曾经有一枚火箭发动机出现问题导致发射失败,而这型发动机此前已经生产了七百多台,成功发射了100多发火箭,但小概率事件还是发生了。
新环境、新变化、新条件可能使已有认识发生改变,这是我们最担心的。在已知领域我们要用未知精神去研究,以保持谨慎,在未知领域要用已知东西去探索,将“小学生做高数”转化成“小学生做算术”。
记者:您一直特别强调创新驱动对航天整体技术提升,您怎么理解创新?
梁小虹:创新有三个方面,技术、管理和模式。技术创新又分为三种,原始创新、集成创新和引进消化后再创新。管理和模式创新检验的标准只有一条,效率和效益,而技术创新,则是探索人类未知领域的新突破和满足人需求的新产品,不能简单用效益考量。
按照火箭的设计准则,新火箭的成熟技术要有60%,新技术40%。而新技术也不都是从基础方法开始,是采用各个工业部门已经成熟的技术或材料。当然,可不是简单拿来就用,怎么用、什么条件下用都要考量,就需要集成创新。
记者:管理创新如何实现?
梁小虹:如何更大程度上发挥每个人的积极性,是我需要解决的问题。一方面要逐渐减弱对人的依赖,通过科学规范的流程完成任务。另一方面,下达任务要跟大家交流,听取大家意见、座谈协商。
我们连续做了三年测试,员工的亚健康远远高于其他社会组织。这虽然与航天高风险有关,但也和管理不科学有关,比如计划性不够,流程不合适,系统不协调不匹配。我们不能靠整体的疲惫支撑一次次的成功,健康、科学、人性的管理才能保障实现可持续的发展,这也是个小系统工程。我对疏解整个组织整体疲惫问题提了十八个思考问题,这些问题都要研究、解决。毕竟,跑得好才能跑得快。