某公司新研制出一种产品(十年磨一“箭”，今朝问苍穹——快舟十一号固体运载火箭创新纪实)

Posted 2023-05-29

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某公司新研制出一种产品(十年磨一“箭”，今朝问苍穹——快舟十一号固体运载火箭创新纪实)

光明日报记者詹媛

12月7日，快舟十一号固体运载火箭发射任务取得圆满成功，这标志着快舟运载火箭已初具型谱化格局，有力提升了我国低成本快速进入空间的能力。这对我国固体运载火箭航天运输系统快速发展，具有重大而深远的意义，它的研制历程，就是在走一条别人没走过的艰苦创新路。

创新，是以新颖的思路填补空白

快舟系列固体火箭，是十年磨一“箭”。10年前，卫星互联网等星座部署初步兴起，国际、国内出现了对卫星批量发射的需求，而固体运载火箭成本低、可靠性高、保障要求低、快速发射能力强，正可以满足市场需求。中国航天三江集团有限公司（以下简称“航天三江”）的研发团队敏锐洞察到，发展小型固体运载火箭，将成为支撑航天强国建设的重要发展方向。

快舟十一号固体运载火箭发射成功。中国航天三江集团有限公司供图

快舟系列火箭的创新设想萌发。最先“出生”的是运载能力较小的快舟一号。2017年，它的升级版，快舟一号甲，成功实现中国商业航天首次飞行试验，目前仍常态化发射。

但运载能力必须再提升，1吨级固体运载火箭的空白必须填补。2014年，快舟十一号固体运载火箭开始攻关。

当时，很多技术在国内尚处空白，也没有研制经验可借鉴。

“就是要走一条创新的路，走一条别人没有走过的路，唯有如此，快舟火箭才能脱颖而出。”快舟系列火箭总设计师梁纪秋要求，在自主研发中攻关核心和关键技术。

不重复老路，就是要对标世界先进技术，抢占技术创新高地，就得把创新做到极致。为此，研发团队在设计之初，就死磕“创新”。他们最终拿出的高载荷比快速发射运载火箭总体设计方案，被评审专家认为“思路很新颖，创新性很强，技术指标很高。”

表面看来，与快舟一号甲相比，快舟十一号固体运载火箭只是尺寸的增加、推力的提升，但实际上，其研制难度呈几何级数增长，许多风险难以预料。

爆炸，发生了！首次地面点火试验时，发动机爆炸。刹那间，黑烟滚滚，发动机、试车台、测试设备全都被炸坏，试验现场一片狼藉。

“最让人受挫的是，这意味着一切归零，此前的努力和进展全部白费。”发动机设计师焦晓亮说。

创新路上，失败不可避免，但更重要的是，从失败中汲取经验教训，鼓起从头再来的勇气。当晚，团队召开紧急会议，列举所有可能的故障。而后，通过大量的仿真和试验工作，一项一项地去验证、排除，找到失败原因，解决技术难点。

商业火箭，既要可靠，还要降低成本，为此，研发团队创新性地引入民营配套厂家。但这也带来新的问题——为提升火箭发动机的可靠性，团队尝试在关键部件上采用一体化方案，可由于壳体结构形式特殊，性能要求高，民营配套厂家的技术难以满足要求。

遇到问题，解决它。研发团队驻扎民营配套厂家，全程跟产，分析试验数据，确保研制进度。功夫不负有心人，最终，他们攻克了一体化技术，实现了高可靠性、低成本，火箭发动机顺利通过试验。

“大胆引进民营企业，不仅提高了资源配置效率，降低了产品生产成本，还提高了研发组织效率，缩短了产品生产周期。”航天三江党委书记、董事长冯杰鸿说，这也是快舟系列火箭研发过程中，开创的“快舟模式”。

创新，是数不清的失败与重来

航天发展，动力先行。在解决了火箭动力之后，火箭上面级的动力——液体姿控动力系统成了横亘在研制过程中的又一“拦路虎”。

“研制道路太过曲折，中间失败然后推翻重来的次数，一只手都数不过来，时间成本的损失更不用提了。”负责该系统设计的人员说。由于该系统技术难度大，研制进展艰难，发射时间一再推迟。

就在大家一筹莫展之际，梁纪秋提出了一项创新技术，实现了液体姿控动力系统结构功能一体化设计的全新技术路线，这可真是暗夜中的一盏明灯。

可即便如此，液体姿控动力系统的验证试验，仍然经历了“首次失败后成功，随后又失败再成功”的5年曲折坎坷，直到最后试车成功，大家悬着的心才稍微放下：“终于啃下这块‘硬骨头’。”

动力技术难题突破，火箭就有了足够大的推力；另一方面，在箭体重量上想办法，也能使火箭本身足够轻——每减去箭体1克重量，意味着增加1克的有效载荷，留给卫星的选择就更大。

为此，研发团队绞尽脑汁，每“克”必争，在结构优化、材料筛选和实物验证上，耗尽了时间和精力。最终，他们创新性地采用新型复合材料，对箭体主结构进行轻量化设计，极大减轻了箭体的重量。研发团队还尽可能摸清火箭设计偏差量，探明火箭设计余量，能减则减，让火箭的载荷比有了大幅提升。

可迎面又是一个“拦路虎”——火箭尺寸大、载荷大、工况复杂，运输发射系统规模也变得非常庞大，这让全箭机动发射难度陡增，快舟的“快”将难以保证。

“运输发射系统所承载的负载太大了，很多技术在当时都是第一次尝试。”负责地面发射系统的队员们感叹创新不易，白天顶着烈日酷暑，晚上熬夜分析数据试验。一场鏖战，通过对现有测发控系统一体化设计、运载火箭全系统智能测试网络设计和发射流程优化整合，大吨位车载机动发射技术被攻克，实现了“一车一箭”无依托机动“一键式”快速测试发射。

创新，是给每个问题最优解

研制快舟十一号固体运载火箭，每一个分系统都面临着技术“瓶颈”和难题，而给每个问题最优解，才能保证全面可靠。

提升可靠性，就能提升火箭发射成功率。为此，控制系统团队大胆运用通用化、模块化设计等新手段，提升了控制系统的全面可靠性；软件专业团队测试了火箭测试发射飞行中，近200种正常和异常工况下的正确性；在质量复查中，研发团队大胆引入交叉测评，给质量加上了“双保险”；测控通信团队通宵对比上百个参数、共计几十万行数据，拼接出最全面、最准确的结果。

“评审专家认为，我们对某因素影响分析还不够。”结构专业团队面对这样的难题，只一个信念：“不够，就把它补足。”为了打消疑虑，提升某舱段分离技术的可靠性，他们创新采用了一种零重力试验方法，顺利完成验证，取得预期的效果。

环境专业团队最“头疼”的事，是如何准确模拟火箭的飞行环境，可现有的试验条件无法对这个“庞然大物”开展试验，他们收集国内外大量文献，沿着“化整为零，结零为整”的思路，开展攻关，成功解决了大中型固体火箭全箭模态试验的难题。

十年磨一“箭”，正是凭着这股子韧劲儿、拼劲儿，快舟运载火箭研发团队一路闯关夺隘，相继攻克了液体姿控动力系统、大推力火箭发动机、高载荷比快速发射、大吨位车载机动发射、无依托快速测发等一系列先进技术，进一步凸显了快舟系列运载火箭“移动测试对接、移动发射、移动云测控”等特点，提升快速发射能力，适应多样化发射任务。

披星戴月，深入偏远山沟，这些都算不得什么……大胆设想，小心求证，细致验证，最终，这些平凡岗位上的航天人，一点一点创造出快舟十一号固体运载火箭的胜利。

《光明日报》（ 2022年12月08日11版）

来源：光明网-《光明日报》