“不容易，這908天感覺一直憋著一口氣，現(xiàn)在終于可以長(zhǎng)舒一口氣了?！币晃辉谖牟l(fā)射中心參與長(zhǎng)征五號(hào)遙三飛行任務(wù)的航天人士向澎湃新聞（）感嘆。
2019年12月27日，長(zhǎng)征五號(hào)遙三運(yùn)載火箭（以下簡(jiǎn)稱長(zhǎng)五火箭）在海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。
這是長(zhǎng)五火箭的第三次發(fā)射，也是時(shí)隔兩年多后再次執(zhí)行發(fā)射任務(wù)。長(zhǎng)五火箭由中國(guó)航天科技集團(tuán)第一研究院（以下簡(jiǎn)稱“火箭院”）抓總研制，是我國(guó)首型大推力無(wú)毒無(wú)污染液體火箭，運(yùn)載能力位居世界前列。
從長(zhǎng)五遙二失利到長(zhǎng)五遙三發(fā)射成功歷時(shí)908天，908個(gè)日夜，長(zhǎng)五團(tuán)隊(duì)無(wú)數(shù)次跌倒后又重新爬起。
轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中的長(zhǎng)五遙三火箭。本文圖片均由 楊成 圖
“胖五”歸來(lái)，完成華麗涅槃
長(zhǎng)五火箭為兩級(jí)半液體火箭，由5米芯級(jí)捆綁4個(gè)3.35米助推器。芯一級(jí)直徑5米、芯二級(jí)直徑5米、助推器直徑3.35米，整流罩直徑5.2米、長(zhǎng)約12.2米?；鸺L(zhǎng)約57米，是我國(guó)現(xiàn)役火箭中尺寸最大的火箭，也是我國(guó)目前運(yùn)力最大的火箭。
5米直徑大型箭體結(jié)構(gòu)為我國(guó)運(yùn)載火箭首次采用，是火箭實(shí)現(xiàn)運(yùn)載能力重大跨越的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)難度大。長(zhǎng)五火箭起飛重量約870噸，其自身的結(jié)構(gòu)重量卻只占約10%，火箭外殼的厚度甚至只有幾毫米。
長(zhǎng)五火箭直接服務(wù)于我國(guó)探月工程三期、載人空間站建設(shè)、火星探測(cè)等重大專項(xiàng)任務(wù)，也可用于不同地球軌道大型載荷及其它深空探測(cè)任務(wù)載荷的發(fā)射?；鸺涸洪L(zhǎng)王小軍介紹說(shuō)，長(zhǎng)五火箭在大幅提升我國(guó)自主進(jìn)入空間能力的同時(shí)，也為構(gòu)筑我國(guó)新一代運(yùn)載火箭系列型譜，并且還為發(fā)展重型運(yùn)載火箭奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
長(zhǎng)五火箭研制具有“兩多、兩大、兩新、一同步”的特點(diǎn)，即“新技術(shù)多、新研產(chǎn)品多”、“技術(shù)跨度大、研制規(guī)模大”、“研制隊(duì)伍新、研制手段新”、“研制與保障條件建設(shè)同步”，自2006年正式立項(xiàng)研制以來(lái)，經(jīng)過(guò)10余年的工程研制，長(zhǎng)五火箭先后于 2016年11月3日和2017年7月2日實(shí)施了兩次發(fā)射，其中首次發(fā)射取得圓滿成功，遙二火箭因發(fā)動(dòng)機(jī)局部結(jié)構(gòu)問(wèn)題未能將衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。
“經(jīng)過(guò)兩年多的歸零和驗(yàn)證工作，研制團(tuán)隊(duì)攻克了發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)難關(guān)，解決了問(wèn)題，消除了隱患，認(rèn)識(shí)水平和技術(shù)能力都得到了進(jìn)一步的提高”，長(zhǎng)征五號(hào)火箭總指揮王玨表示。
在完成發(fā)動(dòng)機(jī)問(wèn)題歸零的同時(shí)，長(zhǎng)五火箭的技術(shù)改進(jìn)和可靠性提升工作也實(shí)現(xiàn)了突破?！盎鸺飨到y(tǒng)都深入開展了再分析、再設(shè)計(jì)和再驗(yàn)證的‘三再’工作，全面審視在設(shè)計(jì)、產(chǎn)品以及過(guò)程控制等方面的工作有效性。一方面圍繞設(shè)計(jì)全鏈路清理、飛行任務(wù)剖面和環(huán)境適應(yīng)性等線索開展正向檢查確認(rèn)，解決全面性問(wèn)題；另一方面以問(wèn)題為導(dǎo)向，針對(duì)故障調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)，開展設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔性、角焊縫復(fù)查、鑄件質(zhì)量、頻率管理和產(chǎn)品動(dòng)強(qiáng)度再?gòu)?fù)核等方面的反向回歸檢查確認(rèn)，有針對(duì)性的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題”，長(zhǎng)征五號(hào)火箭總設(shè)計(jì)師李東介紹道。
“長(zhǎng)五遙三火箭在遙二火箭的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了200余項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)，其中比較重大的技術(shù)改進(jìn)有9項(xiàng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)改進(jìn)、長(zhǎng)排整流罩設(shè)計(jì)改進(jìn)、利用系統(tǒng)調(diào)節(jié)方案改進(jìn)等”，長(zhǎng)征五號(hào)火箭副總設(shè)計(jì)師楊虎軍稱。
長(zhǎng)五遙三火箭在遙二火箭的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了200余項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)
成功背后，經(jīng)歷“一波三折”
從發(fā)射失利到成功，長(zhǎng)五火箭用了30個(gè)月，在大家焦急等待“胖五”歸來(lái)的900多個(gè)日夜中，長(zhǎng)五研制團(tuán)隊(duì)在攻克氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)難題中不斷提升技術(shù)認(rèn)識(shí)。
長(zhǎng)五遙二火箭失利后，經(jīng)過(guò)100余天的故障排查與定位以及180余天的試驗(yàn)驗(yàn)證，長(zhǎng)五遙二火箭失利的原因終于確認(rèn)，是由于火箭芯一級(jí)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)在復(fù)雜力熱環(huán)境下，局部結(jié)構(gòu)發(fā)生異常，發(fā)動(dòng)機(jī)推力瞬時(shí)大幅下降，致使發(fā)射任務(wù)失利。
“在歸零過(guò)程中，通過(guò)建立故障樹，對(duì)50多個(gè)可能造成推力下降的事件進(jìn)行了逐一的排查，最終確認(rèn)了故障的最大可能原因，”李東指出，“此后，根據(jù)故障調(diào)查的結(jié)論，對(duì)芯一級(jí)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn)，從結(jié)構(gòu)、材料和工藝等方面都采取了相應(yīng)的改進(jìn)措施，提高了對(duì)飛行環(huán)境的適應(yīng)性?！?/p>
去年11月30日，改進(jìn)后的芯一級(jí)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)在長(zhǎng)程試車過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，根據(jù)故障原因，研制團(tuán)隊(duì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的局部薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行了改進(jìn)，提高了結(jié)構(gòu)的動(dòng)強(qiáng)度裕度。改進(jìn)后的產(chǎn)品于2019年2月順利通過(guò)了兩次長(zhǎng)程試車驗(yàn)證。
然而，走向成功的道路上總是充滿荊棘。今年4月4日，在長(zhǎng)五遙三火箭的總裝工作進(jìn)入到最后階段時(shí)，一臺(tái)用于后續(xù)任務(wù)的芯一級(jí)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)在試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了“異常振動(dòng)頻率”。為此，研制人員順藤摸瓜，找到了問(wèn)題的“癥結(jié)”所在?！鞍l(fā)動(dòng)機(jī)局部結(jié)構(gòu)對(duì)復(fù)雜力熱環(huán)境非常敏感，容易引起共振，且一旦激發(fā)，不易衰減?！崩顤|解釋說(shuō)。
為了抑制振動(dòng)的產(chǎn)生，研制人員開展了大量的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)工作，終于找到了一種快速、有效的改進(jìn)方案?；鸺狐h委書記、長(zhǎng)征五號(hào)火箭第一總指揮李明華介紹說(shuō)：“在解決發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的問(wèn)題上，我們先后探索了三條路，經(jīng)過(guò)反復(fù)分析研究，綜合考慮各方面因素，決定抓主要矛盾、抓問(wèn)題根源，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部改進(jìn)?！?/p>
這次改進(jìn)徹底解決了困擾長(zhǎng)五的發(fā)動(dòng)機(jī)問(wèn)題，改進(jìn)后的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)10余次3000余秒的試驗(yàn)驗(yàn)證，證明了改進(jìn)措施的有效性，長(zhǎng)五火箭終于回到恢復(fù)發(fā)射的“快車道”。
今年10月18日，長(zhǎng)五遙三火箭通過(guò)了出廠評(píng)審，10月27日，運(yùn)抵海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)。今天，長(zhǎng)五遙三火箭以一次完美的飛行，完成了華麗的涅槃，為2019年中國(guó)航天發(fā)射畫上了一個(gè)圓滿的句號(hào)，也為未來(lái)的發(fā)射任務(wù)奠定了基礎(chǔ)。
長(zhǎng)征五號(hào)肩負(fù)著開展載人航天空間站建設(shè)、月球采樣返回、火星探測(cè)等多項(xiàng)重大航天工程任務(wù)
亮出高招，精細(xì)化流程管理
以長(zhǎng)五火箭為代表的航天型號(hào)研制，是一項(xiàng)復(fù)雜的巨系統(tǒng)工程，具有跨領(lǐng)域、跨系統(tǒng)、多學(xué)科的特點(diǎn)，工作鏈條長(zhǎng)，參與人員多，工程問(wèn)題與科學(xué)問(wèn)題交叉并行，工程應(yīng)用中涉及到一些沒有完全掌握的科學(xué)問(wèn)題，需要依靠全國(guó)的優(yōu)勢(shì)資源，集智攻關(guān)，協(xié)同配合，才能按計(jì)劃實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。
“在長(zhǎng)五火箭發(fā)動(dòng)機(jī)攻關(guān)的過(guò)程中，組織了全國(guó)的優(yōu)勢(shì)資源聯(lián)合攻關(guān)，其中既有清華、北航、北理工等高校的研究資源，也有航空、船舶等領(lǐng)域單位的專家資源，很多單位都是自發(fā)的、積極的參與到這項(xiàng)工作中，主動(dòng)承擔(dān)，毫無(wú)怨言。這是新型舉國(guó)體制的一次有益探索，也反應(yīng)出這一制度的巨大優(yōu)勢(shì)?！崩蠲魅A認(rèn)為。
航天型號(hào)研制具有高風(fēng)險(xiǎn)，主要表現(xiàn)在新技術(shù)比重高、系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，產(chǎn)品種類和數(shù)量龐大，影響飛行成敗的環(huán)節(jié)多。長(zhǎng)五火箭在飛行過(guò)程中要完成的“動(dòng)作”總共有2000多項(xiàng)，其中任何一個(gè)“動(dòng)作”出現(xiàn)問(wèn)題，都會(huì)對(duì)火箭飛行造成嚴(yán)重影響，甚至造成發(fā)射失敗。
此外，航天型號(hào)對(duì)于項(xiàng)目和產(chǎn)品的全流程管理也有很高的要求。對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量要做到全壽命周期的管理，對(duì)于產(chǎn)品供應(yīng)商要做到全級(jí)次管理，對(duì)于產(chǎn)品的生產(chǎn)、試驗(yàn)進(jìn)度也要實(shí)時(shí)的關(guān)注。
李明華指出，長(zhǎng)五發(fā)動(dòng)機(jī)改進(jìn)過(guò)程中，通過(guò)采取‘點(diǎn)到點(diǎn)、人盯人，點(diǎn)到哪，人到哪’的計(jì)劃調(diào)度方法，將試驗(yàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)周期縮短了80%，只用一個(gè)月就拿出了試車產(chǎn)品，為歸零驗(yàn)證工作贏得了主動(dòng)。
為了使航天型號(hào)這種高風(fēng)險(xiǎn)的復(fù)雜巨系統(tǒng)變得“可靠”、“可控”，型號(hào)引入了精細(xì)化流程管理的思想和方法。精細(xì)化流程管理是一套解決航天型號(hào)科研生產(chǎn)和組織管理中存在的一系列根本問(wèn)題的有效方法和有力抓手，來(lái)源于航天60多年系統(tǒng)工程管理以及工程實(shí)踐，以及精細(xì)化管理、流程再造、知識(shí)管理等成熟的理論和方法，是以流程為核心，融合規(guī)章制度、崗位職責(zé)、績(jī)效考核等管理要素，構(gòu)建形成的一套工作體系，可以有效解決規(guī)章制度不落地、知識(shí)管理不有效、研制生產(chǎn)流程體系不健全、不精細(xì)的問(wèn)題。
“此次長(zhǎng)征五號(hào)遙三火箭專題開展了發(fā)射前-13小時(shí)精細(xì)化管理流程工作，以作業(yè)指導(dǎo)書的形式將崗位職責(zé)、工作內(nèi)容、操作方法、應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行了有機(jī)的統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)操作”，長(zhǎng)征五號(hào)總指揮王玨表示。
珠海航展上展出的長(zhǎng)五B、長(zhǎng)七、長(zhǎng)六A等火箭
“夢(mèng)想之箭”，未來(lái)大有可為
作為目前我國(guó)運(yùn)載能力最大的火箭，長(zhǎng)征五號(hào)肩負(fù)著開展載人航天空間站建設(shè)、月球采樣返回、火星探測(cè)等多項(xiàng)重大航天工程任務(wù)，是承載中華民族對(duì)浩瀚宇宙向往的“夢(mèng)想之箭”，也是我國(guó)由航天大國(guó)邁向航天強(qiáng)國(guó)的重要標(biāo)志。
長(zhǎng)五火箭近地軌道的運(yùn)載能力達(dá)到25噸左右，可以有力支撐我國(guó)載人航天空間站的建設(shè)；兩級(jí)半構(gòu)型的長(zhǎng)五火箭地球同步軌道運(yùn)載能力達(dá)到14噸，可以用于發(fā)射大型高軌道衛(wèi)星、實(shí)施月球采樣返回、開展深空探測(cè)等任務(wù)。
此次遙三發(fā)射任務(wù)的成功，也標(biāo)志著長(zhǎng)征五號(hào)火箭將加速進(jìn)入工程應(yīng)用階段。在2020年，我們計(jì)劃完成長(zhǎng)征五號(hào)B的首次發(fā)射任務(wù)，發(fā)射嫦娥五號(hào)月球探測(cè)器實(shí)施月球采樣返回，以及發(fā)射火星探測(cè)器等。
“目前，執(zhí)行后續(xù)各項(xiàng)任務(wù)的長(zhǎng)五火箭進(jìn)展順利，正在按計(jì)劃開展各項(xiàng)生產(chǎn)、裝配和測(cè)試工作?！蓖跣≤娊榻B說(shuō)。
