高楠 張旖旎  攝

長征二號F遙十三運載火箭成功將神舟十三號載人飛船送入太空,載人航天工程空間站在軌建造工作穩步推進。

10月16日,由中國航天科技集團公司所屬中國運載火箭技術研究院(簡稱“火箭院”)抓總研製的長征二號F遙十三運載火箭在酒泉衛星發射中心點火起飛、直入蒼穹,將載有3名航天員的神舟十三號載人飛船送入預定軌道,發射取得圓滿成功。

時隔僅僅一個月,“天和”核心艙又迎來了新“太空出差3人組”。至此,空間站建造階段2021年度5次發射任務全部圓滿完成。

“站崗”火箭轉入正常發射

高楠 張旖旎  攝

空間站在軌建造及運營階段,一旦空間站或飛船出現較爲嚴重的危險或故障,地面必須快速發射救援飛船把航天員接回。因此我國載人航天工程空間在軌建造任務開始,就對執行載人任務的長二F火箭提出了一個特殊的新要求——應急救援待命。

執行本次任務前,長征二號F遙十三運載火箭(簡稱:長二F遙十三火箭)就是中國航天史上首枚集應急救援和發射任務於一身的火箭,其剛剛結束了長達90天的應急值班“站崗”。實際上,從“起立就位”算起,再加上發射準備時間的話,這枚火箭足足“站”了5個多月,是目前站立時長最長的中國火箭。

自遙十二、遙十三火箭起,長二F火箭採取“發射1發、備份1發”及“滾動備份”的發射模式,進入值班狀態的火箭如接到應急救援命令,最快10天內就能實施應急救援發射。隨着遙十三火箭轉入正常發射流程,遙十四火箭也“接棒”成爲了應急救援值班火箭。因此,研製團隊在做好遙十三火箭發射準備的同時,還要同步開展遙十四火箭應急救援狀態的準備。

那麼,長時間站立是否會對火箭造成影響呢?火箭院長二F火箭總體主任設計師常武權說,研製團隊經過了大量的分析和試驗,特別是對承力部件進行了專題分析,確認長時間保持豎立狀態火箭不會受到影響。

“本次任務中,我們在保證可靠性的前提下,探索實施了兩發火箭發射場流程的並行與優化,預計可以將發射準備時間縮短20%左右。另外,我們還爲全新的測發流程進行了技術儲備。”常武權說。

經過研製團隊的努力,值班火箭最短髮射時間又壓縮到8.5天。怎麼將本就緊湊的週期再次壓縮?排出一份切實可行的實施計劃,無疑是實現這個目標的第一步。

火箭院長二F火箭型號辦副主任孟慶豐所在的調度系統最初編寫的計劃方案大約有30多頁,在隨後3個月時間裏,他們反反覆覆推演了十幾遍長二F火箭應急救援流程,這份方案也在歷經17版迭代後,變成了足有100多頁A4紙的厚厚一疊。爲了可能性極小的“萬一”,他們在大家“看不到”的地方竭盡所能。

“一方面我們想把所有的流程儘可能梳理出來,因爲這項工作做的越細,方案的可操作性也就越高。另一方面我們希望意外永遠不會來臨,這份方案永遠用不上。”孟慶豐想了想,“現在還不夠細,還能更細。”

以最高標準嚴把質量關

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載人航天,人命關天;使命重大,責任如山。研製團隊始終堅持質量是政治、質量是生命的質量意識,按照最高標準嚴把質量關,確保空間站工程載人發射任務圓滿成功。

爲此,型號隊伍提出了“五到位、五受控”質量工作原則和具體措施,圍繞火箭設計生產測試全流程開展了一系列的質量控制措施,同時針對長二F火箭特點,開展了不可檢測項目識別與控制、“四不到四到”檢查確認、“六個百分之百”落實檢查確認等19項質量專題工作,進一步加強質量管控。

在此基礎上,研製團隊還專門針對載人任務採取了一系列特殊舉措,在產品設計、物資選用、生產過程、產品驗收、管理上全部加嚴再加嚴,爲質量“加碼”。

值班火箭的發射時間壓縮,但質量沒有降低。

“整個應急發射流程,最大的制約因素一個是人員,一個是質量。”調度團隊在深入分析後,對此分別採取了相應的解決措施。他們將各系統一些相關崗位人員按照現有的一定倍數進行配置,實現一線工人三班倒、設計人員兩班倒,每個班次的人員都有1個小時的交接期,這樣既保證人員得到充分休息,又保證流程的順暢銜接。

孟慶豐手裏的計劃表上,清楚地列出了人員集結完畢後的全部工作,“整個流程我們是以30分鐘爲一個計數週期,每兩個小時爲一個工作階段。”不僅如此,每一項工作步驟都細化到工作時間、累計工作時間、所需崗位及人數、人員所屬中隊、定位廠房,安排得“明明白白”。特別值得一提的“累計工作時間”,會統計每名人員的持續工作時長,當達到預設的最大值後,人員必須更換,避免打“疲勞仗”。

在產品質量的控制上,型號隊伍對於質量要求絲毫沒有降低,只是計劃和進度更加緊密,工作節奏更快。得益於前期全面實施全流程的發射場精細化和電子化質量確認工作,執行應急救援發射時長二F火箭能夠在確保質量的前提下,進一步優化發射場流程,減少重複性測試項目,大幅縮短髮射週期。

孟慶豐說:“都說載人航天,人命關天。應急救援發射是非正常情況下保證航天員生命的最後手段,所以我們始終堅持時間雖然壓縮,質量絕不打折扣。”

“神箭”一年兩送航天員

素有“神箭”美譽的長二F火箭,是專門爲我國載人航天工程研製的火箭,也是目前我國唯一一型載人運載火箭。今年6月17日,長二F遙十二火箭成功將載有3位航天員的神舟十二號飛船送入預定軌道,助力中華民族實現千年來在太空“安家”的夢想。4個月後,長二F遙十三火箭再次出征,送神舟十三號航天員乘組入住“天和”。

近30年來,長二F火箭全程參與了中國載人航天工程“三步走”戰略的每一步,共執行十餘次任務,但一年完成兩次載人發射,在中國載人航天工程的歷史上尚屬首次,而這還只是個開始。

常武權介紹,長二F火箭不僅在今明兩年計劃執行4次發射任務,未來幾年,還將繼續以每年2發的高頻率執行發射任務,在我國空間站在軌建造、運營過程中擔綱重任,可以說“今後一年兩發會成爲常態”。

2021年是我國載人航天工程空間站在軌建造任務開局之年。4月29日,長征五號B遙二運載火箭成功發射天和核心艙,拉開了我國載人航天工程空間站在軌建造的大幕。此後,長征七號、長二F火箭“接力”長跑,空間站在軌建造“前五棒”實現了五戰五捷,也爲如期完成空間站在軌建造,實現中國載人航天工程三步走發展戰略第三步的任務目標奠定了堅實基礎。

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