新型固体运载火箭发射流程管理

◎北京宇航系统工程研究所 宋永生 杨青 金鑫 周非 魏凯

新型固体运载火箭发射流程管理

◎北京宇航系统工程研究所 宋永生 杨青 金鑫 周非 魏凯

通过对某新型固体运载火箭发射流程管理、计划管理模式进行系统总结，对流程管理和计划管理中的创新模式、管理举措进行提炼，力求对后续型号及其它型号的发射流程和计划管理起到借鉴作用。

某新型固体运载火箭是我国新一代运载火箭中唯一的固体型号，其突出的优势是发射准备时间为小时级，可有效应对自然灾害等突发事件的应急发射需求。该型固体运载火箭在首次飞行试验中就执行“一箭四星”的飞行试验任务，这不仅要全面考核火箭系统的总体方案，检验火箭系统与卫星、发射场、测控等大系统接口，更要对快速发射流程进行全流程检验与考核。作为首次飞行试验，火箭技术状态还不成熟，与外部系统接口有待考核，发射流程不具备直接按照快速发射流程开展飞行试验任务的条件，但其设计必须在快速发射流程框架下进行调整和细化，以从总体流程上对快速发射流程进行全面考核和检验。

新火箭、新流程、新场地、新人员、新接口给首飞试验带来了很大难度，但通过针对固体运载火箭特点定制科学合理的发射流程，开展精细高效的计划管理，以及全体试验队员和后方保障人员的共同努力，不仅取得了首飞“一箭四星”任务的圆满成功，更取得发射场箭上质量零问题、发射计划零推迟的管理佳绩。

一、流程管控的实施

1.发射流程设计

我国传统液体运载火箭在发射场的测发模式主要有2种，一种为“一平两垂”模式，即水平运输、垂直对接、垂直测试，如CZ-3系列运载火箭等；另一种为“三垂”模式，即垂直对接、垂直运输、垂直测试，如CZ-2F运载火箭。前一种模式的火箭在技术区完成产品卸车后，直接转运至发射塔架进行箭体对接、火箭测试、星箭对接等发射前技术准备，射前完成推进剂加注，然后执行发射任务；后一种模式的火箭完成产品卸车后，在技术区进行火箭垂直对接、火箭测试、星箭对接等发射前技术准备，射前垂直转运至发射区进行推进剂加注，然后再执行发射任务。这2种模式的火箭无论是在技术区还是在发射区对接，火箭位置相对固定，流程相对单一。

而固体运载火箭是预先储存在发射场，接到发射任务后，再按以下流程开展工作：在技术区（测试厅）开展状态检查、分系统测试、总检查测试，测试通过后转至转载厅；在转载厅进行火箭装填、初容室总装，再转至星箭对接厅；在星箭对接厅开展星箭对接、整流罩对接，再转至测试厅；在测试厅进行对接后测试，再转至转载厅；在转载厅将筒箭转至移动测试发射台架；移动测试发射台架载火箭转场运输至发射区；在发射区开展发射区测试、发射流程测试，完成发射工作。

新型固体运载火箭定位为预先储存、快速发射的运载火箭，要求在储存状态下接到任务，具备24小时内完成发射的能力，可有效应对突发事件的应急发射需求。为满足这一要求，新型固体运载火箭测发流程的设计不仅需要满足应急发射的测试要求，而且要能够满足基本的测试覆盖性要求，因此其采用水平总装、水平测试、水平运输、起竖后垂直发射的“三平一垂”测发模式。

考虑到首飞风险、测试覆盖性及产品可靠性因素，该火箭首飞发射流程无法直接按照快速发射流程进行，需在快速发射流程总框架下，依据可靠、安全、精细的原则，明确首飞火箭出厂技术状态，增加发射场工作项目。在确定各种工作项目的基础上，综合考虑首飞进度要求，创新性地利用仿真分析技术将火箭、卫星、保障条件、场地等进行仿真建模，再利用研制和发射场中的总装操作、装填、测试等时间实测数据，及时发现不协调、不匹配问题，并反馈调整、指导设计改进，开展退步式反流程设计，经反复迭代优化出满足首飞要求的流程设计，最终确定首飞发射流程如图1所示。

图1 某新型固体火箭首飞发射流程图

通过发射流程可以看出，首飞发射流程和快速发射流程基本一致，但首飞发射流程工作项目更多，工序转换更复杂，这些均给发射场计划管理和现场组织带来难度。

2.计划制定

作为首飞的固体运载火箭，该火箭在发射场工作计划制定上没有成熟的同类计划可以直接借鉴，为此项目团队在首飞发射流程确定的基础上，提前开展发射场工作项目分解、分析和评估，并按发射任务节点计划、火箭系统工作计划、火箭系统日工作实施计划、专题计划4个层次，逐渐增加计划的维度和细化程度。

发射任务节点计划。瞄准首飞任务目标，明确火箭、卫星、发射场、测控等大系统之间的接口、节点，制定形成了火箭首飞发射“四星”飞行任务；组织实施计划网络图，以火箭发射场工作项目为主线，重点考虑各系统间的工作接口，如星箭对接时间、天基对接测试时间等。

在该计划网络图指导下，工程各系统依据系统之间的接口开展工作安排和任务协同，确保了各系统工作接口清楚、任务节点明确、工作目标一致。

火箭系统工作计划。在任务节点计划的指导下，火箭系统按照首飞发射流程，对工作流程进行进一步细化，制定火箭首飞发射“四星”火箭工作计划网络图，其是对火箭系统工作项目的进一步分解，重点明确火箭各系统之间的接口和时间节点，如火箭何时交付测试、火箭何时具备星箭对接条件等，实现了火箭系统内部各分系统之间的协同工作。

火箭系统日工作实施计划。明确了火箭系统内部各分系统之间的接口，由于现场涉及多个分系统和单位、百余个试验队员协同工作，所以在火箭进场后为确保现场工作有序开展，项目团队在火箭系统工作计划基础上，组织技术系统、调度系统、质量系统，进一步分析、细化形成了该新型火箭首飞发射“四星”任务日工作计划。其对从任务进场到发射完成后撤场期间，试验队每天的工作项目进行细化，并明确到具体的工作项目、保障条件和责任单位。

在日工作计划制定过程中，项目团队充分与火箭各系统进行协调，并根据工作进展和突发情况对每天工作项目进行调整与优化，确定并行和串行项目，确保每日工作计划及整体计划与阶段计划的匹配性；对外统一提出保障需求，对内统一分配资源，提前协调各系统间的工作项目和保障条件冲突，实现资源的合理、高效分配。

通过制定每日工作计划，每项工作形成一个任务模块，将每项工作计划的开展条件和对后续工作计划的影响当作任务模块的输入及输出条件，增加了工作项目串行、并行、压缩时间等调整的可行性，减少了在计划调整过程中各项目不能按时完成的风险。

专题工作计划。在制定日工作计划的基础上，项目团队还针对重点、难点工作制定了一系列专题计划，如专列卸车专题计划、任务转场专题计划、发射日专题计划等，这些计划是对日工作计划的补充和细化，可以保障重点、难点、复杂工作项目的有序开展。

首次飞行试验产品状态新、发射场状态新、参试系统多，难免因技术状态变化、考虑不周、质量问题等异常变故影响计划，所以项目团队在制定发射场计划过程中，一方面着力细化工作计划，力求工作时间评估准确，留有余量；另一方面充分考虑项目风险，将计划余量科学地分配到发射场重点和难点工作项目中，提高计划的柔性。

3.计划管理

一是成立计划管理机构。为确保发射场计划的顺利执行，火箭试验队成立了相应的计划管理机构（见图2），其包括计划决策组、现场决策组、现场调度组。其中，计划决策组负责审定任务实施计划，研究重大计划调整；现场决策组负责指导试验任务的落实和衔接，以及各阶段工作的确认和问题处理，在任务完成后向决策组进行汇报；现场调度组负责现场督促、落实各项目开展。

图2 计划管理机构工作流程图

二是实施精细化管理。试验任务期间，计划管理机构紧紧围绕发射任务节点计划、火箭系统工作计划、火箭系统日工作实施计划、专题计划4个层次计划，本着目标管理、节点控制、责任落实的原则实施精细化管理。

现场调度组在现场动态跟踪工作进程，一方面做好工作现场组织工作，协调和处理出现的各类问题，及时调度各种资源保障，确保试验顺利进行；另一方面做好上传下达工作，向计划决策组提供决策依据，以有力支持现场计划决策组的决定。召开日调度会，对照该新型火箭首飞发射“四星”任务日工作计划，总结当天工作完成情况，明确次日工作项目、责任分工和保障条件。

此外，针对加注、转场、发射日等重要工作项目，召开专题协调会进行工作协调，部署工作，明确任务和分工，协调落实各系统之间的具体接口、工作顺序。

三是实现计划的动态管理。当前，运载火箭发射密度高，发射场多任务并行是常态，所以难免会因质量问题、技术状态变化等因素引起计划调整。针对新型火箭制定的工作计划要能在遇到外部和内部的突发风险时，及时反应、灵活调整，以确保任务按计划完成。

对于因局部突发问题引起的计划小时级拖延的情况，应对日工作计划做适当微调，通过日调度会协调将已耽搁工作合理分配到第二天工作项目中，通过项目并行或适当加班的方式予以解决。

对于因一般突发情况引起2天以内的进度拖延，应本着最近关键节点不突破的原则，对这段时间内的工作项目进行分析、评估，合理调整工作顺序，增加并行工作项目和适度加班等方式进行局部计划的调整。

对于因重大突发情况导致3天以上的进度拖延，应本着后续转场或发射等重大节点不突破的原则，对后续整个工作项目进行重新安排，以在确保质量、安全、可靠的原则下采取合理加班和优化流程的手段，实现计划的动态管理。

二、实施效果

某新型固体运载火箭首飞发射流程是在快速发射流程基础上的细化和调整，通过建立4个层次的发射场计划制定机制，确保了计划的目标性、层次性、科学性、指导性；通过成立计划管理机构，实现了现场计划的统一协调和管理；通过建立规范的调度例会制度和精细化管理方法，实现了计划的闭合管理；通过建立规范的计划动态管理原则，实现了目标管理下的计划动态调整。在整个发射场计划管理过程中，科学筹划、规范管理，没有因为计划管理和调度问题影响整个任务进度，为型号按时首飞提供了有力的保障。

在该新型火箭首飞任务中，通过不断优化首飞发射流程，开展有针对性的计划管理方法，保证了按计划圆满完成首飞任务，不仅实现火箭系统方案的全面检验与考核，而且总结探索出一套适应快速发射固体运载火箭的发射流程和计划管理模式，为未来固体运载火箭进一步压缩发射场工作时间，真正实现快速机动发射奠定了基础。