梁紀秋：讓“快舟”引領(lǐng)商業(yè)航天

葛雷 李小丹 魏勤

梁紀秋，1974年12月生，江西贛州人，中國航天三江集團快舟火箭總設(shè)計師、研究員。2013年9月，由他擔任總設(shè)計師研制的快舟小型固體運載火箭，順利實現(xiàn)了我國首次采用小型固體運載火箭快速發(fā)射衛(wèi)星的突破，也使得我國具備了衛(wèi)星的快速發(fā)射和空間部署、及時獲取災(zāi)害情況信息的能力，為最大限度地減少災(zāi)害損失和組織抗災(zāi)救災(zāi)創(chuàng)造了有利條件，享受國務(wù)院政府津貼，先后榮獲國家科學(xué)技術(shù)進步獎特等獎1項，省部級科學(xué)技術(shù)進步獎3項，中國航天基金會國防科技重大突破專項一等獎1項，兩次被表彰為全國勞動模范。

當自然災(zāi)害發(fā)生時，如何在最短的時間內(nèi)掌握災(zāi)害情況，獲取災(zāi)害監(jiān)控信息，為及時救災(zāi)提供必要的信息支持，這種無數(shù)人力都難以企及的事情，靠一顆對地觀測衛(wèi)星就可以實現(xiàn)。

“2014年云南魯?shù)榈卣鸢l(fā)生時，我們的‘快舟一號’衛(wèi)星連續(xù)15天為國家減災(zāi)委員會提供災(zāi)害監(jiān)控信息，為及時減災(zāi)救災(zāi)提供了寶貴的信息支持?！绷杭o秋介紹說。

如何實現(xiàn)讓對地觀測衛(wèi)星在最短時間內(nèi)從地面到天上發(fā)揮作用？這正是梁紀秋和他的“快舟”研發(fā)團隊在做的事情。

“快舟”問世

1997年，梁紀秋從西北工業(yè)大學(xué)畢業(yè)，來到了湖北遠安山溝里的一家生產(chǎn)航天裝備的國有企業(yè)——066基地（后更名為中國航天科工集團九院，2011年重組為四院）。那時候，066基地的型號任務(wù)不飽滿，梁紀秋就在單位機房自己找點事干——編寫程序、計算，鉆研固體沖壓發(fā)動機技術(shù)。也正是那時的刻苦鉆研，為梁紀秋奠定了深厚的理論基礎(chǔ)。

要在自然災(zāi)害發(fā)生時及時獲取災(zāi)害情況信息，發(fā)射對地觀測衛(wèi)星是最優(yōu)選擇。傳統(tǒng)液體火箭雖然質(zhì)量好，發(fā)射精度高，但受燃料加注、發(fā)射天氣、發(fā)射窗口等因素的制約，難以滿足自然災(zāi)害發(fā)生時快速部署和發(fā)射衛(wèi)星的要求。我國亟需有一款可以實現(xiàn)衛(wèi)星快速發(fā)射和空間部署的火箭。

能否將航天裝備的固體發(fā)動機技術(shù)，應(yīng)用于火箭制造上？當時的中國航天科工集團九院提出了這一設(shè)想。但從生產(chǎn)航天裝備到做火箭，技術(shù)要求大不相同，要干成豈是易事？這時，院里想到了敢于創(chuàng)新、敢于攻堅的梁紀秋。

2005年，31歲的梁紀秋成為院里最年輕的型號副總設(shè)計師，開始負責(zé)快舟小型固體運載火箭的研發(fā)工作。2008年，梁紀秋任型號總設(shè)計師。

“除了固體火箭發(fā)動機，我們在火箭飛行姿態(tài)控制、整流罩分離技術(shù)等方面，都作了很多創(chuàng)新?！绷杭o秋介紹說，他帶領(lǐng)快舟研發(fā)團隊，按照快速部署、快速發(fā)射、精確入軌的思路，創(chuàng)新使用柵格舵來實現(xiàn)火箭飛行姿態(tài)控制，不僅能夠保證發(fā)射的可靠性和精度，同時還簡化了火箭發(fā)動機的執(zhí)行機構(gòu)，縮短了發(fā)射前的檢驗程序，實現(xiàn)了火箭發(fā)射的快速響應(yīng)。而星箭一體化的設(shè)計，不僅大大提升了火箭的運載能力，也使衛(wèi)星與火箭的快速對接成為可能。

2013年9月25日，“快舟”小型運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心首飛成功，將用于各類災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測和搶險救災(zāi)信息支持的“快舟一號”衛(wèi)星送入預(yù)定軌道?！翱熘邸毙⌒瓦\載火箭成為我國第一型具有快速集成、快速入軌等創(chuàng)新特點的小型固體運載火箭。

進軍商業(yè)航天

21世紀初，國際衛(wèi)星熱開始興起，衛(wèi)星開始廣泛應(yīng)用于通信、導(dǎo)航、遙感等商業(yè)領(lǐng)域，國內(nèi)外許多民營企業(yè)都開始進軍衛(wèi)星應(yīng)用相關(guān)領(lǐng)域。雖然衛(wèi)星的體積越做越小，成本也越來越低，但衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)是擺在民營企業(yè)面前的一大門檻。

“衛(wèi)星想要正常運轉(zhuǎn)就必須上天，而衛(wèi)星的發(fā)射服務(wù)費用占到了整個衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈成本的80%左右?！比绾螌崿F(xiàn)衛(wèi)星發(fā)射低成本、商業(yè)化，成了梁紀秋的下一個攻關(guān)課題。

要降低發(fā)射成本，火箭發(fā)動機的技術(shù)改良成為關(guān)鍵。傳統(tǒng)火箭發(fā)動機使用的金屬殼體不僅造價高，而且由于本身重量大，會影響火箭發(fā)動機的燃料填充率。要解決這一問題，必須從火箭發(fā)動機殼體的材料上下手，梁紀秋想到了強度高、質(zhì)量輕便的復(fù)合材料。

“傳統(tǒng)金屬殼體的燃料填充率在87%左右，而理論上復(fù)合材料殼體能達到驚人的92%?！绷杭o秋說，“這其中的差距要是轉(zhuǎn)換成火箭的運載能力，將是一個質(zhì)的飛躍！”

但這一步剛邁出便是困難重重。配套企業(yè)表示，新火箭發(fā)動機從新廠房建設(shè)、設(shè)備安裝到產(chǎn)品研制，一個周期下來最快也得3到5年的時間，而且技改資金也是天文數(shù)字。面對瞬息萬變的商業(yè)航天市場，梁紀秋提出了一個大膽的想法：既然要讓火箭商業(yè)化、市場化，索性也用市場化的方式來解決制造的難題。

先進成熟的技術(shù)支持受到了國內(nèi)市場的歡迎，經(jīng)過市場調(diào)研，一家大型民營企業(yè)很快表現(xiàn)出誠意和實力。確定合作關(guān)系后，這家企業(yè)立刻聘請了很多國內(nèi)復(fù)合材料領(lǐng)域的高端人才，從建設(shè)廠房、安裝設(shè)備、投入生產(chǎn)到樣品交付，僅僅花了半年多的時間?！八麄儑栏癜凑瘴覀兊脑O(shè)計方案、工藝標準、質(zhì)量控制流程來做，契約精神和交貨時間意識都很強?！绷杭o秋感嘆道。

2017年1月，快舟一號甲固體運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，成功發(fā)射“吉林一號”靈巧視頻星03星和另外兩顆立方星，以“一箭三星”的方式完成了我國航天史上的首次商業(yè)發(fā)射?？熘垡惶柤坠腆w運載火箭是“快舟”系列火箭的通用型號，其第三級火箭發(fā)動機使用最新研制的復(fù)合材料殼體，大大提升了火箭發(fā)動機的燃料填充率，提高了火箭的運載能力。

未來可期

對于梁紀秋而言，“快舟”不僅僅是一款火箭的型號，也不是指他和他的研發(fā)團隊，更是一種精神，一種“不唯書，不唯上”的創(chuàng)新精神。

“每當我們提出一些新的想法，總有人會提出這樣的疑問：這種東西以前有哪個國家做過？是否經(jīng)過論證和實踐？但這樣是不夠的，只有不斷創(chuàng)新、不斷嘗試，我們才能實現(xiàn)突破，才能登上國際航天產(chǎn)業(yè)的頂端?！绷杭o秋說，這位70后“快舟”掌舵人用他的實際行動，詮釋了這句話的真正含義。

在梁紀秋看來，“快舟”系列火箭的優(yōu)勢很明顯，其最大的特點就是簡單快速、性價比高，足以滿足國內(nèi)商業(yè)化發(fā)射的需求?！八惶舭l(fā)射場，一塊籃球場大小的場地、一臺發(fā)射車就能完成發(fā)射;它不挑環(huán)境，在零下20多攝氏度、雨中連續(xù)淋數(shù)小時也能發(fā)射;它后勤保障要求較低，不超過10個人就可以執(zhí)行發(fā)射?！?/p>

如今，“快舟”系列火箭已經(jīng)成為我國商業(yè)航天的一張名片，成為許多衛(wèi)星應(yīng)用企業(yè)和高校團隊的首選?！敖刂聊壳埃覀円呀?jīng)成功完成13次快舟一號甲固體運載火箭的發(fā)射任務(wù)，將近30顆衛(wèi)星送入了預(yù)定軌道。而最快的一次，我們一天之內(nèi)完成了兩枚火箭發(fā)射任務(wù)，期間間隔不到6小時。”梁紀秋自豪滿滿。

據(jù)介紹，運載能力更強、相對成本更低、技術(shù)創(chuàng)新更多的快舟十一號運載火箭也已研制完成，進入試飛階段;快舟二十一號、快舟三十一號運載火箭也在加緊研制中?！拔磥?，我們要促進火箭從產(chǎn)品向商品轉(zhuǎn)變，不再為衛(wèi)星定制發(fā)射任務(wù)，而是讓客戶像坐高鐵一樣選火箭、選衛(wèi)星的‘座位’，我們將把客戶的衛(wèi)星以最快的速度送達目的地?！?/p>