火箭復工了!長二丁一箭破蒼穹,攜四星發射成功

2021-01-18 人民網

人民網上海2月20日電 (唐小麗、張昱欣、張錦、朱利軍)今日凌晨5時07分,由上海航天局抓總研製的長徵二號丁火箭,在西昌衛星發射中心成功發射,將四顆新技術試驗衛星送入太空。這是長徵二號丁火箭首次在西昌衛星發射中心執行任務。

一箭四星發射成功(圖片均由孫公明攝)

說到「長二丁」,或許你會感到陌生,但一提到「悟空」「墨子」這些「網紅」衛星來,很多人都會印象深刻。事實上,它們奔向太空的偉大旅程中,都有一個共同的座駕——長二丁火箭。自1992年首飛至今,長二丁火箭已成功發射46次,成功率100%,被譽為「金牌火箭」。

長二丁火箭首進西昌,全力克服新環境挑戰

1月30日,大年初六。戴著厚重的口罩,長二丁團隊一行23人踏上了赴西昌執行任務的徵程。猝不及防的疫情讓往日熙熙攘攘的機場變得格外冷清,火箭總設計師洪剛坦言:「如何組織好任務,防控好疫情,確保兩不誤、雙勝利,確實感覺到任務重、責任大。我們必須小心謹慎、嚴防死守地抵抗疫情,確保所有試驗隊員都健健康康的。同時,我們也必須聚精會神、全力以赴地投入任務中去,確保任務圓滿完成。」

這是長二丁火箭首次在西昌衛星發射中心執行發射任務。「兩新」「兩複雜」是試驗隊面臨的狀態:狀態新,一箭四星串並聯發射,新研一體化測發控設備首次使用;接口新,火箭首進西昌,新場地、新人員;任務複雜,一箭四星,入軌精度要求高;流程複雜,整個任務分為合練和發射兩個階段,中間橫跨整個春節。

自任務明確以來,低傾角的發射要求、入軌精度比以往提高了近一倍,這就好比駕照考試原先的要求是倒車入庫左右距離在10釐米以內,而今要求在5釐米以內,指標提高近一倍,但任務難度增加的可不止一倍。在接受了這些相對嚴苛的指標要求後,型號兩總立馬作出決定——進軍西昌。兩總帶著總體結構設計師李文杰等人前往西昌基地溝通了不下5次。好在這一次的主戰場——長徵四號研製團隊有著豐富的經驗。805所運載火箭總體研究室主任朱亮聰在安排進場人員時,在每個專業小組中都配套至少一名去過西昌基地的設計師,以「傳幫帶」模式克服新環境的挑戰。

在前期與基地的溝通過程中,還收到一項重要反饋信息,那便是長二丁原先的落區不滿足新基地的要求,彈道設計師王穎根據發射軌道變更的要求和坐標系定義的不同,重新計算了多條彈道,巧妙使用橫向引導技術將落區儘量控制在一條線上,而不是以往的兩千平方公裡的範圍,最終滿足了基地的落區要求。

四星「身材」各不相同,如何「打得動又放得下」

總體副主任設計師楊勇接到為這一發火箭設計構型的任務後,仔細研究這四顆星的外觀、重量等信息。因這四顆星來自不同衛星廠家,高矮胖瘦各不相同,如何確保「打得動」又能「放得下」呢?為了給衛星提供更好的環境條件,楊勇為其設計了「兩艙串聯+上層並聯」四星串並聯構型。

下層過渡艙內放置一顆衛星,上層三顆衛星並聯排布,但在三星並聯排布時發現無論三顆衛星如何轉換角度都無法放置在同一水平面,楊勇為此傷透了腦筋。把其中一顆衛星抬高如何?一個非常冒險的想法閃現。楊勇與結構主任師秦震開展了多輪的模裝分析及結構設計,通過新增一個過渡艙將三顆衛星巧妙地布置在同一個支承艙上,互不幹涉。雖然成功實現了「放得下」,還要確保「放得穩」,仿真分析與試驗驗證就必不可少了。

針對三星並聯的新構型,星箭雙方確定了「三星+支承艙」組合體共同開展振動試驗的方案。力學專業設計師龍新軍為新構型振動試驗提出具體要求,常規振動試驗都是從低頻到高頻逐漸增加,但這次因為衛星整體較重、固有頻率低,所以採用了從高頻向低頻逐級遞減的方式。經試驗驗證,在抬高衛星的基礎上,在雙側增加支撐杆可使振幅降低一半,這是性價比最高的方式了。經試驗考核,三顆星的振動環境均滿足文件要求,衛星的搭乘穩定性得到了有效驗證。

為了確保任務的成功,這次的長二丁型號特別設置了三個獨立評估項目,即「新構型下結構力學設計」「新型一體化測發控系統」和「環境適應性設計(防潮設計等)及大系統接口協調」。獨立評估是邀請不同領域的專家對原始文件進行審核、對技術進行嚴格把關,為成功增加了多一分的保障。

17年後再次合練,「新手」考慮全面不焦慮

合練,以往是針對新型號首飛所提出的要求,但這一次,長二丁運載火箭也開展了一次合練試驗,為此次任務又上了一份保險。

遙想長二丁上一次合練還是在2003年,距今已有17年之久,可以說對於如今的合練,長二丁研製團隊還是「新手」。但他們並不焦慮,積極向其他型號學習,並結合自身實際每日開展「雙想」,把每個環節反覆想,力爭做到不疏漏、不出錯。

面對這一次的大型整流罩如何搭車至發射區,長二丁研製團隊借鑑長徵四號以往的經驗,採用對半分批運輸方案。但由於整流罩過長,原先的標杆車並不能滿足,長二丁團隊為此改造了標杆車,並在技術區和發射區之間來回試驗了4輪,清理路邊可能碰到的樹枝,確保整流罩的順利運輸。

由於西昌衛星發射中心氣候溼潤,環境潮溼,箭上電氣系統可是個「嬌娃子」,總體結構主任師李文杰為此可操了不少心。在箭體上設計增加防雨層,連接件做灌膠防雨措施,在重要的電纜附近放置防潮沙,即使前期做了完全準備,但是如何保證轉運過程中箭上電氣系統的乾燥環境呢?為此,團隊想到了往箭上電氣系統送乾燥冷空氣的辦法。在現場合練時,操作人員克服自己恐高的心理,小心翼翼地在9米高升降車上連接送風管,給予箭上電氣系統舒適乾燥的環境。

鄉親開路支持,防疫與發射兩個戰場都要贏

早在1月7日,長二丁試驗隊執行完在太原衛星發射中心的2020年首發任務,即轉戰西昌,開始籌備又一次的全新挑戰。但突如其來的疫情,卻打亂了原有的計劃安排。

「我們的試驗隊員來自五湖四海,來自集團內外的各個單位。為了確保安全,我們對進場人員提出了嚴格的管控要求,及時調整了人員,優化了崗位,分批實施人員進場。同時,各級單位大力協同,積極支持,保證了任務不缺崗,防禦不缺位。」洪剛說。

1月20日,了解到官方發布的新型冠狀病毒肺炎疫情後,試驗隊領導小組立即商討應對預案,研究制定《長徵二號丁試驗隊新型冠狀病毒感染的肺炎預防控制實施方案》,明確了試驗隊疫情防控的具體要求以及疫情應急管理預案,制定了包括參試人員管理、出行管理、用車管理、人員健康管理、住宿要求等各項具體舉措,並嚴格落實隨隊醫生做好防疫宣傳、衛生防護、巡診測溫和防護物資配備等工作。

按照有關防控要求,試驗隊員克服種種困難,自覺自愿服從任務要求。由於研製單位在上海,春節期間在得到疫情防控的通知之後,所有隊員都提前結束假期,立刻返回上海進行隔離。長二丁本發任務遙測指揮榮為君是江西人,村裡對這次疫情的響應非常迅速和堅決,早早地用大石塊徹底封堵了村裡通往外界的唯一公路。小榮去找村長和村裡人商量,聽說是航天人要去西昌發射中心執行任務,大家非常理解和支持,挖開路讓他的車出來,及時趕回上海。

「試驗隊一直有班前會和班後會的制度。為了防控疫情,我們都是在室外操場上召開圓圈會議,大家佩戴口罩間隔一米以上,再後來,我們使用視頻會議的方式布置工作。」 長二丁測發控系統技術負責人趙玲玲說。

此次發射,正值全國上下全力戰「疫」的特殊時期,同時任務周期橫跨整個春節,星箭試驗隊將打好疫情防控阻擊戰和科研生產任務攻堅戰「兩場戰役」作為首要任務,顧全大局、頑強拼搏,嚴格落實疫情防控各項要求,通過靠前指揮、優化流程、細化計劃節點、強化風險識別、科學配置資源等措施,保證了任務不缺崗、防禦不缺位,用成功來提振國人士氣,用成功來抗擊疫情。

(責編:唐小麗、軒召強)

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