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被称为异轨多星部署“神器”的远征三号是如何诞生的?
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来源:上观新闻 作者:刘锟 王点 2019-01-02 20:33
摘要:远征三号能够20多次变轨、可搭载十余组卫星、最大连续飞行48小时,多项技术填补国内异轨多星发射部署的空白。

几天前,有着“太空巴士”之称的远征三号被长征二号丁送入轨道后,经过4次精确变轨,将两组7颗卫星(6颗云海二号卫星和鸿雁星座首颗试验星)分别送入高度相差数百公里的预定轨道上,“上海制造”再次闪耀太空。为何要研制“太空巴士”,研制的背后又有哪些不为人知的故事?带着这些问题,记者采访了中国航天科技集团上海航天技术研究院“远征三号”研制的幕后英雄们。

“神器”背后是“严谨、务实”

 

随着全球化卫星通讯需求的不断拓展,小型卫星星座组网需求越发旺盛。现役运载火箭虽然能够“一箭多星”,但仅能将所有卫星发射在相近轨道点上,即便是由几颗卫星组成的小型星座部署,也需要多次发射才能完成。“远征三号能够20多次变轨、可搭载十余组卫星、最大连续飞行48小时,可以很好地满足这类卫星的发射需求。”由卫星总设计师“变轨”而来的远征三号总设计师姚建说,远征三号研制团队是一支平均年龄仅30多岁的年轻队伍,他们用四年的汗水和拼搏,成功研制了这款异轨多星部署“神器”,先后突破多球体一体化承力式贮箱结构技术、5000N再生冷却挤压式发动机技术、全自主高可靠控制技术等多项关键技术,填补国内异轨多星发射部署的空白。

 

对于一个新研制型号而言,总会面临许多未知困难,唯有扎实的根系才能助它经历风雨。远征三号总指挥谈学军认为,“严谨、扎实、锲而不舍”正是远征三号研制团队的“根系”。

 

805所刘汉兵作为远征三号的副总设计师,设计师们对他的直观印象便是“严谨、务实”。曾有一次,设计师在新编文件中引用了老运载型号文件中的一处数据,刘汉兵看到后竟然将被引用文件的若干版本全都调阅出来,一份份逐一过目,在理清数据形成的前因后果后,告知设计师该项数据仅供参考。这种工作态度很大程度上提升了研制文件的质量,也潜移默化地影响着团队的每个人,并渐渐成为团队的工作作风。

在一次重要的发动机高空模拟热试车试验中,突发异常状况,面对新研产品,发生的又是未预料到的状况,现场试验人员一时间竟有些无从下手。研制团队抓紧时间组织力量,从源头开始一步步梳理可能的问题,通过连续一周每天十四个小时以上的玩命干,完成了二十余项故障树的排查,最终在地面设备中发现端倪,从而顺藤摸瓜解决了问题,确保了试验顺利完成。2018年的一天,当因新增搭载卫星产生技术状态变化时,研制团队在3个多月时间内,迅速完成了对上面级的更改论证、适应性改进设计、产品研制和试验验证,再一次展示了团队的战斗力和风采。

 

特有的“远征三号”设计模式

 

对于航天而言,经过飞行试验的方案往往意味着成熟可靠,然而为了实现更加优异的指标性能,团队则须抱以开拓的勇气和决心。就拿远征三号的结构设计来说,在这几年中,研制团队用创新和行动实现了国内多个“首次”。

 

传统飞行器结构往往采用悬挂贮箱动力舱平台,而远征三号采用国内首个承力贮箱结构一体化平台。 “这样做是为了提高结构效率,让飞行器更轻,飞得更远。”结构分系统主任设计师顾远之回答。答案虽然简单,然而“首次”意味着其背后研制的过程必充满坎坷,一次次发现问题,一次次彻夜解决问题,他们审慎地探究一个又一个技术细节,细致地策划一项又一项验证试验,只为让每个问题都得到让人信服的答案。

远征三号的任务定位决定了它介于运载火箭和空间飞行器之间,是典型的跨领域融合案例,“远征三号研制团队由具有运载、空间飞行器、卫星背景专业的成员组成,上海航天参研单位就有9家,是上海航天宇航领域参研单位最多的一个型号。” 805所远征三号型号指挥刘雄说。

 

这是上海航天抓总研制的首款该类型宇航产品,这种“融合”并不轻松。对此,远征三号总体主任设计师吴建桔感受颇深:“陪着远征三号一路走来,促使我将运载和飞行器的设计思路和管理模式都熟悉了一遍,这在航天领域是不可多得的经历,经过长时间和团队成员一起摸索、磨合,形成了远征三号特有的设计模式。”

 

原本以运载火箭设计思路为主的远征三号,如今既具备运载火箭设计中应用成熟可靠技术、成本限价的“设计基因”,又在应对较长时间空间飞行的热控管理、精确变轨的控制计算机冗余上,充分融合了飞行器技术创新和功能灵活的特点,从而使得远征三号设计考虑更加全面,能够应对更多样化的任务需要。

 

“趴着,是我们工作的常态”

作为一个全新型号,远征三号也给149厂的总装带来全新挑战。

 

在远征三号的总装过程中,由于电缆设备几乎全部安装在一个圆盘上,因此这个圆盘上没有更多的地方让总装人员站立。为解决这个问题,团队人员假设了很多方式。担任神舟飞船的空间飞行器总装组组长、特级技师曹毅说:“我们当时为了能够将电缆安装上去,想了很多办法,最后还是决定在圆盘上横空架设隔板。”虽然总装的方式得以解决,但是这对操作人员而言则有了更大的挑战,他们必须趴在隔板上完成所有电缆安装。

 

电缆网的敷设工作是由近50岁的叶建立师傅负责,为了能够按时完成电缆网的敷设工作,叶师傅如同对待自己的孩子一般,生怕有什么碰碰磕磕,影响了产品的质量。“这一年,我们工作基本都是‘趴着’度过的,每天十几个小时都这样,这也变成了我们的工作常态。”

 

经过几个月持续作战,最终完成6颗主卫星的安装工作、联试工作,出厂状态准备就绪。当所有人都为出厂前最后的产品进行核实时,一个消息传来,远征三号要新增鸿雁首发星的搭载。这就意味着,处于出厂状态的远征三号上面级需要在短短一个月里完成电缆网下器、返修、多星适配器补充加工、新配搭载星适配器等工作。最后的一个月,远征三号总装团队里的每一个人都经历了一次“重生”。他们的每一个操作都是第一次,也是最后一次,确保“第一次就做好、第一次就做对”是每一个总装操作心中衡量自我技能的第一条标准。

 

正是这样一支不惧挑战、勇于创新、敢于创新的远征三号团队,不断在困境中汲取经验,自我突破,才最终交出了首飞成功的圆满答卷。

栏目主编:刘锟 文字编辑:刘锟 题图来源:上海航天 图片编辑:邵竞
内文图:周子玺 摄
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