◎航天推進(jìn)技術(shù)研究院 程曉衛(wèi) 馬天舉 肖升利
隨著航天技術(shù)的快速發(fā)展,各種新領(lǐng)域、新技術(shù)、新項(xiàng)目得到了持續(xù)不斷的拓展和開發(fā),立項(xiàng)論證工作的重要性也日益凸顯。根據(jù)航天技術(shù)的發(fā)展模式,新項(xiàng)目的立項(xiàng)論證工作由總體研究院牽頭開展,但由于論證工作涉及到方方面面,整個(gè)過程中往往離不開專業(yè)技術(shù)研究院的配合與支撐。航天推進(jìn)技術(shù)研究院作為我國唯一的航天液體動(dòng)力技術(shù)專業(yè)研究院,是航天新領(lǐng)域立項(xiàng)論證工作必不可少的分系統(tǒng)單位,在充分發(fā)揮其液體動(dòng)力技術(shù)和相關(guān)情報(bào)研究優(yōu)勢的同時(shí),對總體研究院各項(xiàng)立項(xiàng)論證工作給予了最大程度的配合與支持,大力推動(dòng)了我國航天各項(xiàng)新領(lǐng)域的立項(xiàng)論證工作。
隨著國家層面對航天事業(yè)的重視和不斷增大的支持力度,我國航天事業(yè)迎來了難得的發(fā)展機(jī)遇期。在傳統(tǒng)航天應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)發(fā)展的同時(shí),各種新概念、新技術(shù)層出不窮,各個(gè)領(lǐng)域的規(guī)劃、立項(xiàng)論證工作也緊鑼密鼓地展開。航天液體動(dòng)力作為航天技術(shù)發(fā)展的基石,責(zé)無旁貸的要為航天技術(shù)立項(xiàng)論證工作提供支撐,甚至有必要在某些尖端領(lǐng)域先行起步。
近年來,研究院參與了我國絕大多數(shù)新項(xiàng)目的立項(xiàng)論證工作。在可重復(fù)使用運(yùn)輸動(dòng)力、臨近空間動(dòng)力、軌道機(jī)動(dòng)動(dòng)力、天地往返運(yùn)輸動(dòng)力、高超聲速飛行器/武器巡航動(dòng)力、新型組合循環(huán)動(dòng)力以及電推進(jìn)、核推進(jìn)等新型動(dòng)力技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域配合總體研究院開展了大量論證工作。在論證過程中,研究院不斷總結(jié)方法,加強(qiáng)與總體研究院的溝通和協(xié)調(diào),形成了一整套行之有效的措施,有力地配合和支撐了各個(gè)領(lǐng)域的立項(xiàng)論證工作。同時(shí),也取得了以支撐重型運(yùn)載火箭深化立項(xiàng)論證、武器項(xiàng)目開題立項(xiàng)、CZ-X系列火箭運(yùn)載能力提升論證、新型組合發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)劃論證等為代表的一系列立項(xiàng)論證成果。
科學(xué)的機(jī)制是推動(dòng)工作高效運(yùn)行的基本保障。為此,研究院在歸口管理立項(xiàng)論證工作的研發(fā)業(yè)務(wù)部門推行了不同層面的管理制度。
在頂層管理方面,研究院制定了《航天推進(jìn)技術(shù)研究院技術(shù)研發(fā)管理辦法》,從研發(fā)管理工作頂層明確規(guī)定了管理機(jī)構(gòu)和職責(zé)、技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃管理、項(xiàng)目和課題管理等宏觀內(nèi)容。其中“管理機(jī)構(gòu)和職責(zé)”明確了研究院研發(fā)管理機(jī)構(gòu)的主要職責(zé),包括負(fù)責(zé)研究院技術(shù)創(chuàng)新體系的規(guī)劃論證、建設(shè)和運(yùn)行完善工作;制定研究院技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃、核心技術(shù)計(jì)劃以及技術(shù)研發(fā)5年計(jì)劃和年度計(jì)劃,并積極配合上級部門將研究院的技術(shù)發(fā)展計(jì)劃納入國家及中國航天科技集團(tuán)公司的相關(guān)規(guī)劃中;負(fù)責(zé)研究院技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目的立項(xiàng)論證、申報(bào)和重大研發(fā)投資決策的前期準(zhǔn)備工作。
在具體實(shí)施方面,研究院制定了《航天推進(jìn)技術(shù)研究院技術(shù)方案論證管理規(guī)定》,在上述制度保障的基礎(chǔ)上,規(guī)范了論證工作的分類以及各類論證工作的程序,確保了各項(xiàng)論證工作實(shí)施的規(guī)范性和高質(zhì)量。
研究院下轄6家軍品科研單位,傳統(tǒng)的立項(xiàng)論證工作組織方式是由研究院統(tǒng)一安排,各單位承擔(dān)具體論證工作。由于各單位研究領(lǐng)域各有側(cè)重,且有一定程度的技術(shù)交叉,因此在論證中往往會出現(xiàn)與總體研究院溝通不暢、技術(shù)問題難以協(xié)調(diào)的情況,甚至?xí)霈F(xiàn)各單位之間競爭的局面,導(dǎo)致立項(xiàng)論證工作進(jìn)展緩慢、效率低下。
為了改變這一局面,研究院依托發(fā)展規(guī)劃部研究發(fā)展處組建了院級液體動(dòng)力論證中心,在院級層面加強(qiáng)頂層技術(shù)管控、戰(zhàn)略規(guī)劃和統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。以西安—北京—上?!叭亍奔夹g(shù)資源優(yōu)勢為依托開展重大專項(xiàng)論證和軍民兩用技術(shù)論證,充分考慮全院技術(shù)優(yōu)勢,提出研究院技術(shù)發(fā)展的統(tǒng)籌方案,使得技術(shù)發(fā)展和立項(xiàng)論證的主體從廠所級提高到院級層面,形成了集團(tuán)公司—總體研究院—專業(yè)研究院的創(chuàng)新論證工作模式。
這種創(chuàng)新的工作模式帶來了前所未有的好處:在院內(nèi),可以統(tǒng)籌技術(shù)資源優(yōu)勢,按照專業(yè)布局整合資源,提升論證工作的水平和高度;在院外,可以與集團(tuán)公司、總體研究院實(shí)現(xiàn)高效溝通,避免了與廠所之間的多頭協(xié)調(diào)。同時(shí),院屬各單位依然是液體動(dòng)力立項(xiàng)論證及后續(xù)工作的承擔(dān)者,可充分發(fā)揮其專業(yè)水平,并結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù)創(chuàng)新資源構(gòu)成了液體動(dòng)力立項(xiàng)后的執(zhí)行主體。
立項(xiàng)論證工作的目標(biāo)是促進(jìn)新項(xiàng)目立項(xiàng),而要從根本上推動(dòng)新項(xiàng)目發(fā)展,必須依靠自身研發(fā)能力的提升。為此,研究院通過搭建全新的研發(fā)平臺和創(chuàng)新研發(fā)模式來不斷提升自身研發(fā)能力,為支撐未來新項(xiàng)目發(fā)展起到巨大的推動(dòng)作用。
為緊密跟蹤國際組合動(dòng)力技術(shù)發(fā)展趨勢,滿足我國高超聲速武器裝備和天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)對新型動(dòng)力的需求,在國家組合動(dòng)力技術(shù)的發(fā)展及裝備建設(shè)中占據(jù)重要位置,研究院經(jīng)航天科技集團(tuán)批準(zhǔn)成立了“中國航天科技集團(tuán)公司組合動(dòng)力技術(shù)研究中心”。該中心的發(fā)展目標(biāo)是以武器裝備建設(shè)和國防發(fā)展戰(zhàn)略以及航天科技集團(tuán)中長期發(fā)展規(guī)劃為牽引,瞄準(zhǔn)組合動(dòng)力的近中期需求和長遠(yuǎn)發(fā)展,找尋高水平的技術(shù)研發(fā)平臺,建設(shè)高層次的專業(yè)化研究團(tuán)隊(duì)。通過系統(tǒng)性的理論研究和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),掌握火箭基組合循環(huán)(RBCC)發(fā)動(dòng)機(jī)核心技術(shù)、推進(jìn)集成演示試驗(yàn),進(jìn)而逐步成為國家高超聲速領(lǐng)域組合動(dòng)力研究應(yīng)用的骨干力量。
為滿足未來載人航天、探月等航天發(fā)射任務(wù)對大推力、高性能液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī),以及武器裝備發(fā)展對快響應(yīng)、輕質(zhì)化、易維護(hù)液體推進(jìn)劑動(dòng)力系統(tǒng)的需求,針對液體推進(jìn)劑噴霧和燃燒技術(shù)、液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)傳熱與冷卻技術(shù)、液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)熱過程仿真技術(shù)、液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)熱過程及熱力耦合技術(shù)等基礎(chǔ)研究工作,研究院設(shè)立了液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,專門開展新型液體動(dòng)力的原理性、探索性、前瞻性研究。實(shí)驗(yàn)室面向國家空天動(dòng)力技術(shù)發(fā)展需求和研究院自身長遠(yuǎn)發(fā)展需要,在科研任務(wù)、人才隊(duì)伍建設(shè)、開放交流、運(yùn)行管理等方面取得了顯著的成績,并承擔(dān)了大量研究課題的立項(xiàng)論證和實(shí)施工作。
積極高效的溝通協(xié)調(diào)、深刻理解總體研究院對液體動(dòng)力的需求,是配合做好論證工作的前提條件。為此,研究院加強(qiáng)了與總體研究院在各個(gè)渠道的積極溝通,特別是與中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院、中國空間技術(shù)研究院、上海航天技術(shù)研究院建立了良好的溝通與協(xié)調(diào)機(jī)制,主要的溝通方式包括以下幾種:
一是依托研究院技術(shù)研發(fā)管理部門和論證中心等機(jī)構(gòu),定期或不定期與總體研究院主動(dòng)溝通協(xié)調(diào),確保在總體立項(xiàng)論證階段能及時(shí)了解總體研究院對動(dòng)力系統(tǒng)的性能、方案等需求,以便快速、準(zhǔn)確地向總體研究院提供分系統(tǒng)/單機(jī)的相關(guān)技術(shù)支撐資料,并被采用。
二是根據(jù)需要,主動(dòng)派院內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域?qū)<易鳛榭傮w的論證組成員參與總體立項(xiàng)論證相關(guān)工作,全面準(zhǔn)確掌握總體研究院的立項(xiàng)論證動(dòng)態(tài),深刻理解總體的意圖和思路,及時(shí)調(diào)整、完善研究院的論證內(nèi)容,同時(shí)通過專家及時(shí)向總體研究院反饋動(dòng)力系統(tǒng)的意見,形成良性互動(dòng),支撐形成明確的論證報(bào)告,推動(dòng)立項(xiàng)工作。
三是與總體研究院配合協(xié)作研究航天技術(shù)發(fā)展趨勢,對市場需求和用戶要求進(jìn)行全面系統(tǒng)的深入分析,統(tǒng)籌市場開發(fā)和論證立項(xiàng)工作,有效支持并極大地推動(dòng)總體研究院的立項(xiàng)論證工作。
“發(fā)展航天,動(dòng)力先行”。在配合總體研究院的立項(xiàng)論證工作中,研究院始終秉承這一理念,特別是對于一些全新的尖端應(yīng)用領(lǐng)域,敢于打破“總體牽引”的常規(guī)論證思路,緊密跟蹤國外先進(jìn)動(dòng)力技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展趨勢,先行起步。在國家、總體研究院尚未開展相關(guān)研究工作的時(shí)候,就從動(dòng)力技術(shù)專業(yè)領(lǐng)域主動(dòng)開展論證工作,并提出未來的應(yīng)用領(lǐng)域供總體參考、國家決策。
2012年,研究院在跟蹤國外先進(jìn)復(fù)合預(yù)冷組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)研究動(dòng)向的基礎(chǔ)上,以英國的SABRE發(fā)動(dòng)機(jī)為啟示,開展了復(fù)合預(yù)冷組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)分析及發(fā)展建議論證工作。在沒有總體牽引的情況下,主管院領(lǐng)導(dǎo)親自組織成立專題論證小組,圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)方案、總體應(yīng)用分析、關(guān)鍵技術(shù)調(diào)研等開展了大量論證工作。論證過程中主動(dòng)與航天科技集團(tuán)、總體研究院溝通匯報(bào),經(jīng)有關(guān)專家討論后,認(rèn)為復(fù)合預(yù)冷動(dòng)力技術(shù)超前、指標(biāo)領(lǐng)先,初步驗(yàn)證表明方案合理、工程可行,有望提前實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破;對航天系統(tǒng)創(chuàng)新發(fā)展有重要推動(dòng)作用,對國家新材料、新工藝技術(shù)進(jìn)步有帶動(dòng)作用。最終推動(dòng)了該項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)在“863”領(lǐng)域立項(xiàng),為后續(xù)研制工作打下了良好的基礎(chǔ)。
在強(qiáng)有力的措施推動(dòng)下,在與總體研究院的密切協(xié)作下,研究院近年來配合和支撐總體研究院立項(xiàng)論證工作取得了豐碩的成果,一大批宇航、武器領(lǐng)域新技術(shù)項(xiàng)目成功開展了論證工作,一些項(xiàng)目已經(jīng)順利獲得立項(xiàng)。
大推力運(yùn)載火箭是提升大規(guī)模進(jìn)入空間的能力以及未來人類突破地球軌道開展深空探測的基礎(chǔ)。自大推力火箭開展方案論證以來,研究院即與總體研究院通過匯報(bào)交流、集中論證以及組建聯(lián)合開發(fā)團(tuán)隊(duì)等模式,建立了通暢的設(shè)計(jì)論證協(xié)調(diào)通道,及時(shí)溝通總體與動(dòng)力系統(tǒng)方案各種問題和進(jìn)展,獲得總體的技術(shù)輸入與論證意見。通過多輪次的比較和優(yōu)化,已經(jīng)明確了運(yùn)載火箭動(dòng)力系統(tǒng)主方案,全面開展了液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)以及液氧液氫兩型大推力發(fā)動(dòng)機(jī)三維數(shù)字化設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證工作。經(jīng)過論證,某關(guān)鍵技術(shù)已在國家國防科技工業(yè)局獲得立項(xiàng),為我國未來大推力運(yùn)載火箭的工程研制開創(chuàng)了良好局面。
近年來,我國利用自主研制的各類火箭發(fā)動(dòng)機(jī),圓滿完成了載人航天工程10余次重大航天發(fā)射,實(shí)現(xiàn)了中華民族的“飛天夢”。在“十二五”中后期,研究院緊抓機(jī)遇,積極參加由總體牽頭開展的載人航天發(fā)展戰(zhàn)略論證,根據(jù)總體確定的工程目標(biāo)和應(yīng)用方向,結(jié)合液體動(dòng)力和新型動(dòng)力技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,組織專家開展了載人航天新型運(yùn)輸動(dòng)力技術(shù)、新型載人飛船動(dòng)力技術(shù)、軌道轉(zhuǎn)移運(yùn)輸動(dòng)力技術(shù)、重復(fù)使用飛行器動(dòng)力技術(shù)專題研究,圍繞總體需求對技術(shù)體系進(jìn)行集中梳理,對技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了整體規(guī)劃,形成了載人航天液體動(dòng)力發(fā)展中長期路線圖,為我國載人航天后續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
長期以來,作為分系統(tǒng)研究院,航天推進(jìn)技術(shù)研究院深刻認(rèn)識到配合和支撐總體研究院立項(xiàng)論證工作的重要性。這既是兄弟研究院之間精誠協(xié)作的體現(xiàn),也是以高度責(zé)任心推動(dòng)國家航天事業(yè)發(fā)展的要求。
后續(xù),研究院將依照航天科技集團(tuán)的部署繼續(xù)發(fā)揮現(xiàn)有高效、積極、主動(dòng)的工作模式,以強(qiáng)有力的“動(dòng)力”為集團(tuán)公司在新領(lǐng)域、新技術(shù)應(yīng)用等方面的立項(xiàng)論證工作提供強(qiáng)大的推動(dòng)力。同時(shí),研究院還將進(jìn)一步探索、調(diào)研,加強(qiáng)與總體研究院開展統(tǒng)籌、協(xié)作、交流等工作,在立項(xiàng)論證工作實(shí)踐中不斷總結(jié)、不斷優(yōu)化、不斷改進(jìn),促進(jìn)各領(lǐng)域立項(xiàng)論證工作順利快速開展。