上海航天研發團隊突破十二項核心關鍵技術
由中國航天科技集團上海航天技術研究院全新研制的我國首枚長征六號運載火箭，于2015年9月20日7時01分，在太原衛星發射中心一飛沖天，成功將20顆衛星送入深邃太空，由此開辟了我國運載火箭的新紀元。
首發成功至今，已逾半年。但長六型號總設計師兼總指揮張衛東帶領的這支“長六”研發團隊，回想起研發過程，仍滿懷自豪。這支立項時平均年齡28歲的研發團隊，6年攻關，突破了12項核心關鍵技術，申請專利超過150項，完成了我國新一代運載火箭的研制任務，對我國運載火箭后續發展具有里程碑式的意義。
填補空白，顛覆傳統火箭測發模式
長征六號運載火箭，離不開這幾個關鍵詞：綠色燃料、全新發射方式、一箭多星、精準控制。可以說，每一項技術都填補了我國運載火箭的技術空白。
談到“長六”的技術創新，張衛東如數家珍。“長征六號‘第一新’就是動力裝置，過去的火箭發動機使用的是有毒性的燃料，現在改用綠色環保、廉價、性能好、易存儲的液氧/煤油推進劑。”張衛東說，“我們還采用了效率更高的創新式循環方式：液氧煤油高壓補燃循環。長六的‘心臟’：一級和二級發動機都是液氧煤油高壓補燃循環發動機，一級發動機120噸，推力比過去的型號提高了60%。”
“第二新”是“三平”測發模式。“所謂‘三平’就是水平整體測試、水平整體星箭對接、水平整體運輸起豎發射，即：平的運輸，平的測試，站在車上豎起來就發射了。”張衛東解釋道，“采用‘三平’測發模式的發射準備周期只要7天。傳統火箭執行發射任務，需要分段運輸至發射場，在服務塔里完成各個子級的垂直總裝和測試，不但周期長，所需的試驗人員也多。”這一次，他們徹底顛覆了傳統的火箭測發模式。
運載火箭的載荷投送能力，是衡量國家航天實力的最重要指標之一。上世紀80年代，我國開始應用一箭多星技術，不過“長六”的“一箭20星”卻是首次。“一次發射20顆衛星確實是一項艱巨的任務，這可不是‘天女散花’。我們對每顆衛星的安裝形式和分離姿態都有嚴格的要求。長六承載的衛星質量和形狀各異，從一百多公斤到幾百克不等，因此保證衛星的安全可靠至關重要。”長六副總設計師丁秀峰說，此次任務采用的是“靈巧末級”設計及“多星軌道周期控制方法”，就是防止大量衛星在釋放時星箭和星星間發生意外碰撞。
那么，如何實現衛星的精準入軌？“長六”控制系統負責人周如好指出，這依賴于火箭的“神經控制網絡”——控制與制導系統。“過去的火箭控制系統信息傳輸是模擬電纜傳輸，無法滿足大量的信息交換。新型運載火箭實現了全箭信息數字化傳輸和綜合利用，保證箭上控制系統計算機與各單機之間實現快速、準確的信息互通，為長六火箭實現精確控制提供了便利條件。”周如好說，“在控制系統中，我們還采用了雙八表捷聯慣組組合導航技術和迭代制導技術，確保衛星能夠被精準‘投遞’到最終軌道。”
技術攻堅，不放過每一個細節
“長六”的成功首發，獲得了第十七屆中國國際工業博覽會最高的“特別榮譽獎”。張衛東卻說：“這才是萬里長征第一步，長征六號系列運載火箭的發展之路還長著呢。”研制一款新型運載火箭，六七年時間遠遠不夠。事實上，前期論證和工作在2000年初期就已經開始，前后一共歷經十余年。正如張衛東所言，“技術不是突然‘蹦’出來的，而是一步一步鉆研和積累而來。”
運載火箭的可靠性要求非常高。“長六”的可靠性高達0.98，屬于國際先進水平。下轉4版（上接第1版）為了這個“0.98”，嚴謹踏實的上海航天人背后付出了無數汗水和心血。在“長六”團隊中，丁秀峰幾乎是“萬綠叢中一點紅”。身為女性的她，做事格外細致。一次火箭一子級動力系統熱試車出廠測試中，丁秀峰發現氧箱內的傳感器螺釘上按照常規做法點了紅漆，表示驗收通過。但如果油漆剝落可能產生多余物，可能會對發動機產生影響。面對項目進度的壓力，丁秀峰還是立刻召集了相關人員進行討論分析、查閱大量資料，最終驗證油漆與氧箱內氧化劑不相容。為了清洗油漆，團隊做了大量浸泡試驗。經過3天通宵達旦的工作，最終消除了隱患。
為了提高火箭運載能力，給火箭“瘦身”是最佳途徑，但難度也最大。團隊采用了國際上從未使用過的大溫差夾層共底貯箱技術。“將-180℃的液氧和20℃的煤油裝在同一個箱子里，可不是簡單的‘雞尾酒’組合。當中的夾層要同時承受正壓和反壓，還要抵抗兩種液體間200℃的溫差。”在試驗了22個貯箱之后，團隊終于攻關成功。這項細微的突破性技術，足足用了1年多時間。
“小概率事件不等于不可能事件。”周如好說，他帶領的小組負責長六火箭的“神經系統”研發，責任重大。火箭出廠前的集成試驗中，設計師發現光纖速率陀螺遙測數據出現了一拍突跳，不過這并沒有影響系統運作。但周如好了解情況后，立刻與小組成員對數據進行長達數月的復查和分析，團隊發現在上百條歷史測試數據中，僅出現這一次突跳。周如好依然堅持分析、制定測試方案、搭建測試環境、復現故障，一次收集了近2000萬條通信數據。經過仔細比對后，終于復現了故障現象，在多方協同下徹底排除了看似不存在的缺陷。“長六”研發過程中，僅一項風險報告就多達數百頁。
這支航天團隊明白，成功靠的不是運氣，而是扎扎實實的技術和細致謹慎的思考。
投身研發，“三過家門而不入”
2009年，長六研發團隊臨危受命，對于這樣一發新型火箭，可謂是在一張白紙上繪藍圖。那時，團隊大多數成員還是剛剛從“象牙塔”走出來的“菜鳥”。7年過去了，陪伴“長六”成長的這群“菜鳥”已是而立之年，都已個個在自己的專業領域獨當一面。
組建團隊之初，不少人都是放棄原本舒適的工作環境，接受這項艱巨任務的。系統初樣階段，控制系統所有產品在測試時出現了幾十個問題。為了確保在3個月時間內順利通關，控制系統團隊常常“白加黑”，試驗室時常在半夜依然燈火通明。在項目研發期間，伺服系統團隊的多數成員還是單身，宿舍在單位旁邊。“很多同事因為住得近，所以經常加班加點。”伺服系統副主任設計師施金花說。2012年首次在國內運載火箭上應用的電動伺服系統與發動機第一次對接失敗。“那時候組內年輕人壓力很大，但是初生牛犢不怕虎，他們被激發了強烈的斗志，想到新點子后，隊員還會在深夜12時跑去仿真實驗室做試驗驗證。
技術攻關，說到底是一輪又一輪枯燥的設計、分析、測試和排障。在攻堅階段，一心撲在工作上的航天人，也總有些說不明道不清的遺憾。控制系統試驗隊隊長、太原人周靜，曾“三過家門而不入”。“在太原靶場發射試驗時，她一步沒有離開團隊，每天夜以繼日地工作。”周靜同事說。
研發團隊不怕苦敢于拼的鉆研精神，也來源于張衛東對每一位隊員的高要求。說到團隊里的年輕人，這位老航天人滿臉洋溢著驕傲和自豪。“立項之初，隊里都是新人，經驗尚缺，但我對他們一直很有信心。”張衛東說，環境鍛煉人，越艱苦的環境越鍛煉人。航天人一定能夠適應環境，而不會被它打敗。堅信眼見為實的張衛東，時常出現在試驗的第一現場，和成員們一起討論、分析問題。
“未來長六的技術會繼續拓展，該型號還有新的規律有待探索，細節也有待完善。”張衛東說，“我們到達的不是終點，而僅僅是跨出了第一步。”
