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長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭已經(jīng)在海南文昌發(fā)射場(chǎng)就位。
李明華
李東
王玨
11月下旬，“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器將在海南文昌發(fā)射場(chǎng)升空，開啟探月旅程。此次發(fā)射任務(wù)是我國(guó)探月工程“繞、落、回”三步走的“收官之戰(zhàn)”, 將實(shí)現(xiàn)我國(guó)首次月球無人采樣返回任務(wù)，意義重大，舉世矚目。11月21日上午，“嫦娥五號(hào)”月球探測(cè)任務(wù)進(jìn)行了發(fā)射前的最后一次系統(tǒng)間全區(qū)合練。昨天，承擔(dān)此次發(fā)射任務(wù)的長(zhǎng)征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭團(tuán)隊(duì)相關(guān)負(fù)責(zé)人向記者介紹了長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭的有關(guān)情況。長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭總設(shè)計(jì)師李東介紹，為了確保準(zhǔn)時(shí)發(fā)射，團(tuán)隊(duì)采用了變射向、變滑行時(shí)間的多軌道奔月發(fā)射方案，應(yīng)用“窄窗口多軌道”技術(shù)，針對(duì)五十分鐘的發(fā)射窗口分別設(shè)計(jì)了五條發(fā)射軌道，在發(fā)射窗口期內(nèi)，可根據(jù)發(fā)射時(shí)間通過軟件自動(dòng)選擇發(fā)射軌道，從而確保實(shí)現(xiàn)“零窗口”發(fā)射。
2020年最具“分量”的發(fā)射
長(zhǎng)征五號(hào)火箭第一總指揮、中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院黨委書記李明華介紹，此次“嫦娥五號(hào)”發(fā)射是長(zhǎng)征五號(hào)系列運(yùn)載火箭的第六次發(fā)射，也是今年第三次執(zhí)行發(fā)射任務(wù)。此前，在今年5月5日，長(zhǎng)征五號(hào)B遙一火箭成功首飛；7月23日，長(zhǎng)征五號(hào)遙四運(yùn)載火箭成功發(fā)射了“天問一號(hào)”火星探測(cè)器。
長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭是我國(guó)新一代大推力低溫液體運(yùn)載火箭，全長(zhǎng)近57米，起飛重量約870噸，起飛推力超過1000噸。火箭采用“兩級(jí)半”構(gòu)型，芯一級(jí)、芯二級(jí)直徑為5米，芯一級(jí)捆綁四個(gè)直徑為3.35米的助推器，芯級(jí)和助推器全部采用液氫、液氧、煤油等無毒無污染推進(jìn)劑；地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）運(yùn)載能力可達(dá)14噸，是目前我國(guó)運(yùn)載能力最大的火箭。由于芯級(jí)直徑大于其他長(zhǎng)征火箭，長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭被親切地稱為“胖五”，而又因?yàn)椴捎昧艘簹洹⒁貉醯鹊蜏赝七M(jìn)劑，長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭也獲得了“冰箭”的稱呼。
據(jù)介紹，“嫦娥五號(hào)”月球探測(cè)器重達(dá)8.2噸，是我國(guó)目前發(fā)射的重量最重的探測(cè)器，也是今年中國(guó)航天發(fā)射的最重的載荷，“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器需要進(jìn)入近地點(diǎn)200公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)41萬公里的地月轉(zhuǎn)移軌道，對(duì)運(yùn)載火箭的能力提出了很高的要求。“在長(zhǎng)征火箭家族中，只有長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭可以將這么重的載荷直接送入地月轉(zhuǎn)移軌道，這是對(duì)運(yùn)載火箭能力的集中檢驗(yàn)，也是對(duì)中國(guó)航天能力的最佳注解。”李明華說。
而此次發(fā)射的“分量”還體現(xiàn)在長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭的技術(shù)創(chuàng)新與管理創(chuàng)新上。由于地月相對(duì)位置以及軌道設(shè)計(jì)等因素的限制，此次發(fā)射是一次接近于“零窗口”的發(fā)射，遙五火箭的發(fā)射窗口只有五十分鐘，一旦在發(fā)射窗口時(shí)間內(nèi)不能實(shí)施發(fā)射，“嫦娥五號(hào)”的奔月計(jì)劃就會(huì)受到影響。
五條軌道力保“零窗口”發(fā)射
長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭總設(shè)計(jì)師李東向記者介紹，為了確保火箭準(zhǔn)時(shí)發(fā)射，研制團(tuán)隊(duì)采用了變射向、變滑行時(shí)間的多軌道奔月發(fā)射方案，應(yīng)用“窄窗口多軌道”技術(shù)，針對(duì)五十分鐘的發(fā)射窗口分別設(shè)計(jì)了五條發(fā)射軌道，每條軌道對(duì)應(yīng)十分鐘的發(fā)射窗口，在發(fā)射窗口期內(nèi)，可根據(jù)發(fā)射時(shí)間通過軟件自動(dòng)選擇發(fā)射軌道，提高了軌道切換效率，為長(zhǎng)征五號(hào)火箭實(shí)現(xiàn)“零窗口”發(fā)射奠定了基礎(chǔ)。
長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭總指揮王玨則表示，作為大型低溫火箭，長(zhǎng)征五號(hào)火箭在發(fā)射日的工作項(xiàng)目繁多而復(fù)雜，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能導(dǎo)致發(fā)射時(shí)間的推遲，甚至錯(cuò)過發(fā)射窗口。為了確保發(fā)射日工作精準(zhǔn)、高效開展，研制團(tuán)隊(duì)在管理上也采取了創(chuàng)新的方法，通過發(fā)射日流程精細(xì)化管理，對(duì)發(fā)射前流程進(jìn)行精細(xì)化再造，從過程、崗位和設(shè)施維度分別開展梳理和設(shè)計(jì)，把崗位職責(zé)、工作要求和發(fā)射流程有機(jī)融合，形成了可以指導(dǎo)工作的項(xiàng)目細(xì)化表以及工序作業(yè)指導(dǎo)書，對(duì)發(fā)射日當(dāng)天的各項(xiàng)工作提供直接、有效的指導(dǎo)。“采用發(fā)射日流程精細(xì)化管理后，發(fā)射日當(dāng)天的每一個(gè)階段、每一個(gè)項(xiàng)目和每一道工序都有清晰、明確的要求和指導(dǎo)，每個(gè)崗位在什么時(shí)間做什么事情、達(dá)到什么標(biāo)準(zhǔn)、杜絕什么問題，都一目了然，提高了發(fā)射日的工作效率，有效防止了低層次問題的發(fā)生。”王玨說。
“4+23”力保萬無一失
如果從2019年12月27日長(zhǎng)征五號(hào)遙三火箭成功發(fā)射算起，此次發(fā)射將是長(zhǎng)征五號(hào)系列運(yùn)載火箭在一年時(shí)間內(nèi)的第四次發(fā)射。作為航天復(fù)雜系統(tǒng)工程，長(zhǎng)征五號(hào)火箭研制呈現(xiàn)出強(qiáng)耦合、強(qiáng)約束、高風(fēng)險(xiǎn)、高動(dòng)態(tài)的典型特點(diǎn)，每一次發(fā)射都不是對(duì)上一次成功的簡(jiǎn)單復(fù)制，而是站在新的起點(diǎn)上，用更高的標(biāo)準(zhǔn)和更嚴(yán)的要求，從零開始做好每一項(xiàng)工作。
據(jù)了解，長(zhǎng)征五號(hào)遙五火箭在充分繼承以往產(chǎn)品質(zhì)量確認(rèn)工作方法的基礎(chǔ)上，采取了更高的標(biāo)準(zhǔn)和更嚴(yán)的要求，確保產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)正確受控、產(chǎn)品質(zhì)量滿足任務(wù)要求。研制團(tuán)隊(duì)從“設(shè)計(jì)要求、技術(shù)狀態(tài)、設(shè)計(jì)特性、產(chǎn)品過程控制、產(chǎn)品驗(yàn)收、質(zhì)量問題歸零及舉一反三、測(cè)試方法和測(cè)試覆蓋性有效性、借用產(chǎn)品的有效性、全級(jí)次供應(yīng)商、單點(diǎn)失效環(huán)節(jié)、軟件質(zhì)量、殘余風(fēng)險(xiǎn)”等12個(gè)方面對(duì)長(zhǎng)征五號(hào)遙五火箭產(chǎn)品進(jìn)行了充分的分析評(píng)估和檢查確認(rèn)，開展了“眼見為實(shí)”專項(xiàng)檢查工作，做到了產(chǎn)品全面覆蓋、責(zé)任壓準(zhǔn)壓實(shí)、組織保障有力。
王玨介紹，研制團(tuán)隊(duì)結(jié)合長(zhǎng)征五號(hào)遙五火箭特點(diǎn)開展了質(zhì)量控制工作，制定了“4+23”的質(zhì)量管控措施，對(duì)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等4項(xiàng)工作開展了專題分析，對(duì)產(chǎn)品制造、驗(yàn)收及總裝測(cè)試等環(huán)節(jié)采取質(zhì)量控制措施23項(xiàng)，包括火箭飛行關(guān)鍵動(dòng)作指標(biāo)閉合分析、設(shè)計(jì)特性全集分析與控制分析確認(rèn)、焊縫質(zhì)量專項(xiàng)檢查確認(rèn)、環(huán)境適應(yīng)性分析、測(cè)試覆蓋性分析、數(shù)據(jù)包絡(luò)及比對(duì)分析等。
研制團(tuán)隊(duì)在“嚴(yán)”上下決心、在“細(xì)”上做文章、在“實(shí)”上下功夫，通過扎實(shí)有效的質(zhì)量控制工作，最大限度地辨識(shí)并控制長(zhǎng)征五號(hào)遙五火箭的各項(xiàng)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)與產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)，為確保發(fā)射成功奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
“與自己的賽跑沒有終點(diǎn)”
今年是長(zhǎng)征五號(hào)系列火箭執(zhí)行任務(wù)最密集的一年。在長(zhǎng)征五號(hào)B發(fā)射成功的兩周之后，研制團(tuán)隊(duì)再次奔赴發(fā)射場(chǎng)執(zhí)行“天問一號(hào)”火星探測(cè)器的發(fā)射任務(wù)；經(jīng)過80天戰(zhàn)高溫、抗疫情的忘我沖刺，7月23日，長(zhǎng)征五號(hào)遙四火箭一飛沖天，打出了中國(guó)航天的“新高度、新速度、新精度”。
在這次長(zhǎng)征五號(hào)遙五火箭發(fā)射任務(wù)期間，研制團(tuán)隊(duì)依然在不斷突破自我，面對(duì)“零窗口”的挑戰(zhàn)，團(tuán)隊(duì)大力開展技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新，應(yīng)用科學(xué)的工作方法和思想方法，結(jié)合任務(wù)特點(diǎn)制定發(fā)射方案，開展發(fā)射場(chǎng)流程精細(xì)化再造，實(shí)現(xiàn)高密度執(zhí)行重大航天工程任務(wù)，連戰(zhàn)連捷的“自我超越”。
鄭茂琦是長(zhǎng)征五號(hào)火箭低溫蓄壓器的設(shè)計(jì)師，從接過設(shè)計(jì)工作開始，他就下定決心，徹底優(yōu)化熱緩沖導(dǎo)管。經(jīng)過充分的分析計(jì)算，他摸清了導(dǎo)管振動(dòng)疲勞壽命的主要影響因素。而就在他準(zhǔn)備優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，他被告知該導(dǎo)管已經(jīng)大量生產(chǎn)，報(bào)廢將造成重大經(jīng)濟(jì)損失，但鄭茂琦沒有放棄，他轉(zhuǎn)而投入改制優(yōu)化的方案設(shè)計(jì)中。經(jīng)過多輪的“驗(yàn)證、改進(jìn)、再驗(yàn)證”，終于完成了優(yōu)化改進(jìn)，減小了導(dǎo)管的振動(dòng)，使得導(dǎo)管抗振疲勞壽命大大提高，實(shí)現(xiàn)了蓄壓器導(dǎo)管的徹底優(yōu)化。
鄒瑩是長(zhǎng)征五號(hào)火箭控制系統(tǒng)仿真建模的負(fù)責(zé)人，對(duì)待仿真試驗(yàn)她永遠(yuǎn)一絲不茍，嚴(yán)格把控飛行試驗(yàn)狀態(tài)，不放過任何一條異常曲線，使得仿真試驗(yàn)一直處于高質(zhì)量運(yùn)行當(dāng)中。一旦發(fā)現(xiàn)“蛛絲馬跡”，鄒瑩就會(huì)主動(dòng)與設(shè)計(jì)人員一同查明緣由，解決問題。她嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度，保證了每條仿真試驗(yàn)曲線的有效性和高效率。
“長(zhǎng)征五號(hào)研制團(tuán)隊(duì)不僅是在書寫成功，也是在書寫歷史；不僅是在創(chuàng)造紀(jì)錄，也是在創(chuàng)造精神。在一次次地挑戰(zhàn)自我、超越自我中，更加深刻地體會(huì)到，與自我的賽跑沒有終點(diǎn)。”李明華說。
