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托举“力箭一号”的青春团队

2023-01-03 中国青年报 张渺
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  如果把火箭比喻成人,那么发动机是它的心脏,结构是它的筋骨,而航电系统就是它的大脑和神经,负责在运载火箭飞行过程中控制其稳定飞行并采集传输飞行数据。

  关于什么是“航电”,中国科学院空天飞行科技中心信息电子技术部主任、“力箭一号”运载火箭航电系统副总师朱永泉向中青报·中青网记者作出了如上解释。

  2022年7月27日12时12分,由中国科学院力学研究所(以下简称“力学所”)抓总、中科宇航公司参与研制的“力箭一号”运载火箭,在酒泉卫星发射中心成功发射。这次发射采用了“一箭六星”的方式,将6颗卫星成功送入了预定轨道。

  “力箭一号”运载火箭由中国科学院“十四五”重大项目支持,是中国科学院在空天科技领域的又一次创新性尝试。鲜为人知的是,“力箭一号”研制团队的平均年龄只有30多岁,就是这群年轻人,用3年时间研制出我国迄今最大固体运载火箭。

  朱永泉先后参与过多型长征系列运载火箭研制及发射工作,这一次,他负责主持“力箭一号”航电系统总体研制。

  他告诉记者,在这之前,国内的商业运载火箭运载能力都很低,“大概一两百公斤,最多可能也没超过三百公斤”。这导致了商业火箭在经济上性价比并不高。一颗卫星的研发成本有时候甚至还抵不上一次发射服务价格的十分之一,对商业卫星公司来说,这样的成本往往是无法承担的。

  “‘力箭一号’500公里太阳同步轨道运载能力达1.5吨,一箭六星,能把整个火箭的成本摊薄,这样的话,就具有很大的商业价值,特别是对于卫星公司来说。”朱永泉提到,相较于常规的每公斤两万美元的综合发射成本,“力箭一号”可以低至每公斤1万美元。

  事实上,“力箭一号”的成功,标志着我国进出太空的能力再上一个台阶。研制团队用了整整3年的时间走向这一成功,甚至在这个过程中,提出了4项国内首创的系统解决方案,采用了5项国内首次使用的关键技术,包括最新的测量和控制融合设计。

  作为全程参与这个项目的航天青年科学家,朱永泉目睹了这些研究人员的付出,当然,他自己也是其中之一。

  力学所组建了多学科跨部门的科研攻关团队,“力箭一号”的研发队伍,就是在这3年中,逐步建立起来的。在朱永泉的记忆中,航电系统研制团队最初只有两三个人,随着研发工作不断进行,团队成员逐渐扩充到现在的20多人。而在这20多名骨干成员中,45岁以下的研究者占到90%。

  他们面临的问题也是各种各样的,前前后后加起来,甚至有200多个。

  “整个队伍也锻炼起来了。”朱永泉感慨地说,“我们用这么短的时间把火箭研制出来,2022年7月首飞成功,这里其实有很多困难需要克服。但大家一直保持着思维活跃、精神警醒的状态。”

  一次,团队在综合试验里穿插进行了系统的发火试验,让朱永泉印象深刻。试验的时候,有几路火工品没能点爆。他们只得立刻开始排查,到底是什么地方出了问题。团队验证了好几次,始终没能找到哪里有异常。

  他们不得不把安全控制组合设备从系统里取了出来,继续反复验证,就这样用了一个月;后来甚至把这台设备送回了远在上海的厂家进行检测,就这样又过了一个月。直到一天晚上,朱永泉接到厂家的电话,设计人员推测,似乎是一个转接盒产生了干扰的缘故。

  一条延长的线路造成的干扰,甚至会导致整个控制组合程序发生错乱,前前后后让研发者折腾了三四个月。这就是这些青年研究者们,不得不面对的日常。

  他们经常忙碌到深夜,有时候,大家会在休息时间,用电磁炉一起煮饺子、煮火锅吃。这些偶尔的轻松时刻,成了队员们释放情绪的方式。

  “力箭一号”的研制,从总体方案,到工程研制,包括供应链管理等多个维度,都有大量的创新。

  朱永泉告诉记者,团队甚至在最开始进行整个系统设计的时候,就在研制模式上开始了创新。针对传统运载火箭设计模式中存在的分工固化的缺陷,“力箭一号”将传统的控制系统和测量系统深度融合,取消了分系统级,统一叫作航电系统。

  这种模式一方面压缩了系统设计余量,另一方面简化了系统间的接口和箭上电缆网的规模。正是通过这种设计方式,“力箭一号”整体的经济性,得到了大幅度的提高。

  朱永泉觉得,如今创新无处不在,但是模式和观念的创新,“有时候比具体的、技术上的创新,更重要一些”。

  “力箭一号”拥有的“首次”可不止这一个,还包括了国内第一个测控融合新型架构航电系统、数据驱动地面测发控软件、大分离力无污染分离能源、固液融合低成本结构设计等。

  这个团队还会继续向前走,继续寻求新的突破。

  (原载于《中国青年报》 2022-01-03 01版)

打印 责任编辑:梁春雨

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