長征火箭開啟新“長征”

郭靜原

日前，長征三號乙運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點火起飛，成功將中星6C衛(wèi)星送入太空。中國長征系列運載火箭的發(fā)射次數也正式刷新為“300”。

300次發(fā)射的歷史新節(jié)點見證了我國運載火箭從無到有，從串聯(lián)到捆綁，從一箭一星到一箭多星，從發(fā)射衛(wèi)星到發(fā)射載人飛船和月球探測器，從現役運載火箭到新一代運載火箭等一系列重大跨越……這一切還要從49年前夢開始的地方說起。

運載能力達到世界先進水平

1970年4月24日，我國成功發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”，成為繼蘇、美、法、日之后第5個把衛(wèi)星送上天的國家，正式躋身“太空俱樂部”。新中國在逐夢太空的道路上邁出了堅實的一步。而托舉著衛(wèi)星騰空而起的正是我國第一枚運載火箭——長征一號。

“彼時，我國運載火箭的運載能力還只有300千克。2016年11月3日，長征五號運載火箭首飛成功，我國運載火箭近地軌道和地球同步轉移軌道的運載能力分別達到了25噸級和14噸級?！敝袊教炜萍技瘓F宇航部部長尚志告訴筆者。

40多年間，長征火箭的運載能力提升了數十倍?！白吭降男阅軆?yōu)化還體現在火箭的個頭上?！焙教炜萍技瘓F一院院長郝照平介紹，以長征五號運載火箭為例，首次采用5米直徑大型箭體結構，而在此之前我國火箭的直徑一般都是3.35米。別小看這1.65米的延伸，卻是火箭實現運載能力重大跨越的基礎。

憑著一往無前、銳意創(chuàng)新的勇氣，長征五號突破了12項重大關鍵技術和247項關鍵技術，不僅使我國整體火箭技術能力進入國際先進行列，也帶動了國內工藝、工業(yè)制造水平的大幅提升。

直至今日，長征火箭“家族”先后有17型基礎級和5型上面級火箭投入使用，這其中既有液體火箭也有固體火箭;火箭構型既有串聯(lián)也有并聯(lián)，形成了重、大、中、小型系列化型譜;發(fā)射方式既有固定和移動發(fā)射，也可在陸地和海洋發(fā)射;運載能力覆蓋高、中、低軌，具備發(fā)射任意地球軌道有效載荷能力……家族成員們各顯神通，成功將506個航天器送入預定軌道，不斷滿足我國國民經濟發(fā)展和國防建設需求。

載人航天、月球探測、北斗衛(wèi)星導航、高分辨率對地觀測系統(tǒng)……一項項重大工程任務順利實施的背后，都有賴于一發(fā)發(fā)“金牌”火箭打下的牢固根基。

“目前，長征火箭的運載能力和入軌精度均處于世界先進水平，已成為中國第一、世界知名、在國際高科技產業(yè)具有自主知識產權的品牌?！焙教炜萍技瘓F董事長吳燕生說。

高密度發(fā)射實現常態(tài)化

回望過去，長征一號運載火箭的首飛也是當年唯一的一次航天發(fā)射。而到2018年，長征火箭年發(fā)射連續(xù)成功次數達37次，首次獨居世界航天發(fā)射次數年度第一位。

數據顯示，長征系列運載火箭實現首個100次發(fā)射用時37年，出現在2007年6月1日長征三號甲運載火箭發(fā)射鑫諾三號衛(wèi)星，年均發(fā)射2.7次;第二個100次發(fā)射用時7年多，出現在2014年12月7日長征四號乙運載火箭成功發(fā)射中巴資源衛(wèi)星04星，年均發(fā)射13.3次;第三個100次發(fā)射僅用時4年多，年均發(fā)射23.5次。

每個100次發(fā)射時間間隔縮短，意味著長征火箭高密度發(fā)射已實現常態(tài)化?！斑^去火箭一年也就發(fā)射兩三次，現在能做到一年發(fā)射十幾次、幾十次，充分體現了中國航天發(fā)射能力與科技水平的飛躍。”航天科技集團一院長征三號乙遙五十四火箭總指揮金志強告訴筆者。

為了適應高密度發(fā)射，中國航天科技集團提出火箭去型號化、去任務化管理理念。通過開展多個火箭構型部段級、單機級產品的統(tǒng)型工作，增強產品的通用化水平;從設計上變“定制火箭”為“通用火箭”，以提高火箭對不同任務的適應性，將一發(fā)火箭任務調整周期由原來的18個月降低至5個月。據統(tǒng)計，長征火箭300次發(fā)射的成功率約為96%。

在20世紀90年代初期至中期，隨著新型號研制持續(xù)增多，發(fā)射任務不斷增加，長征系列火箭出現了多次質量問題。但在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心高級工程師鄢利清看來，經歷挫折和失利之后，中國航天建立起延續(xù)至今的龐大而嚴密的質量管控體系，已成為火箭發(fā)射高成功率的重要保障。

1995年發(fā)布的技術歸零五條在實施中要求“定位準確，機理清楚，問題復現，措施有效，舉一反三”，隨后又發(fā)布質量問題管理歸零五條，最終形成“雙五條”歸零標準。“以前我們可能要用1年多時間才能定位系統(tǒng)故障出在哪里，現在一般用幾個月，有時10多天就能歸零?！臂忱逭f。

如今，精細化航天質量管理還有升級版。金志強介紹，團隊專門圍繞風險控制、量化控制以及產品最終狀態(tài)確認等方面開展了28項專題質量管理工作，以安全、可用、可靠的方式確保長征火箭完成發(fā)射任務。

逐夢太空深掘無限可能

高可靠性、高安全性的長征系列運載火箭，讓國人圓了太空夢想;更加多元、可持續(xù)發(fā)展的火箭技術開發(fā)和市場資源探索，也使得中國火箭事業(yè)經營得有聲有色。

綠色環(huán)保是中國航天人將運載火箭技術轉為民用的一個關鍵詞。依托運載火箭發(fā)動機燃燒技術，由中國航天科技集團一院自主研發(fā)的航天粉煤加壓氣化爐可將煤炭利用率從30%提高到90%以上，一臺爐日處理煤高達3000噸，該產品已占據國內粉煤氣化市場份額的50%以上。

為了讓航天與老百姓的生活聯(lián)系更加緊密，航天科技集團正在打造全新的航天產業(yè)運營模式“航天+”，逐步實施“太空車”“太空星網”和“亞軌道飛行體驗”等面向大眾的商業(yè)航天計劃，同時發(fā)布“太空速遞”網站，為全球小衛(wèi)星客戶提供便捷、優(yōu)質、個性化的小衛(wèi)星搭載服務。

我國長征系列運載火箭已正式步入“百發(fā)批產”階段，一個新的火箭發(fā)射高峰期即將到來。目前，長征六號甲、長征七號甲、長征八號等新一代中型運載火箭正在按計劃開展研制工作;近地軌道運載能力最大的新一代運載火箭長征五號乙已進入試樣階段，將承擔空間站艙段發(fā)射任務;重型運載重大工程實施方案論證全面展開，預計于2030年左右首飛。

未來，隨著新一代長征系列運載火箭的快速發(fā)展，新老火箭將實現全面交替，我國運載火箭水平將再次實現新跨越。與此同時，中國航天進出空間和空間運輸方式也將實現由一次性使用向重復使用、由單一航天運輸向航天運輸與空間操作相結合等重大突破。

“我們還將通過持續(xù)技術創(chuàng)新與基礎能力提升等措施，不斷做大做強‘長征品牌，構建‘技術先進、成本優(yōu)化、產品可靠、測發(fā)一流的新一代長征系列運載火箭型譜，滿足國內外各種衛(wèi)星發(fā)射需求，實現中國航天的高質量發(fā)展?！眳茄嗌f。