5月10日01时56分,搭载天舟四号货运飞船的长征七号遥五运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,发射取得圆满成功。
为了满足未来空间站运营的需求,由中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院(以下简称“火箭院”)抓总研制的长征七号遥五运载火箭对发射前的流程进行了优化,将测发周期减少4天,由原来的31天缩减到27天。这也是长七火箭首次实现在一个月完成测试、发射。
“航天是个大的系统工程,哪怕是一个流程细节性的更改,都需要进行全系统的排查分析,以求至善。因为稍有不慎,出现漏算,则很可能产生意想不到的效应。将火箭测发周期减少4天——这是长征七号遥五火箭一项重大流程改进任务,不仅挑战着长七火箭的综合性能,也考验发射队员在高强度工作环境下的应变能力,火箭的各个分系统必须同时开展流程优化工作才能达到最终目标。”火箭院长征七号运载火箭总指挥孟刚说。
地面系统恢复节省时间2.5天
据火箭院长征七号运载火箭副总设计师范虹介绍,地面设备恢复,是火箭进场的第一项工作,也是正常开展火箭测试的先决条件。长征七号遥五通知进场的那一刻,控制系统地面回复团队就聚在一起讨论本次任务的人员和工作安排,团队同时负责着3个型号、5种状态的地面设备,发射任务和设计工作并行交叉,发射场的设备面临超期,同时要满足压缩流程和精简人员的要求。
“对于多型通用的地面设备来说,保质保量的压缩流程、精简项目是一个统筹规划的事情,要脱离本发任务,与前一发、后一发联动起来,让流程‘活’起来,前期工作做得越充分,进场之后测试任务就开展的越快越好。”范虹说。团队对地面设备恢复阶段的工作进行优化、合并,节省测试时间约2.5天;面对地面设备超期的问题,提前部署,梳理备件,开展单机自检等工作……正是这些有效的措施,让长征七号遥五火箭控制系统地面设备恢复一环扣一环、快节奏地进行着。
火箭产品出箱工作流程由3天压缩至2天
据长征七号运载火箭总装技术负责人崔蕴介绍,4月10日下午,长征七号遥五火箭开启产品出箱工作。为了达到优化流程的目标,助推器自检、火箭芯级出箱工作以及整流罩出箱工作,首次在不同工作厂房并行开展。“团队调度人员提前与各方进行了充分的沟通,在出箱前形成了共识,避免了出箱过程中因协调沟通增加时间,并合理安排一线操作人员,二线人员在提前进行岗位前操作知识培训的前提下,全员上岗支援,做好一线操作人员的辅助工作。”崔蕴说。
在完成长征七号运载火箭所有助推器的出箱工作后,为确保火箭芯级和整流罩在两个厂房里同时出箱,总装团队全员上阵,工艺员、调度员、检验员和负责质量、信息化的人员全部达到现场。在产品出箱期间,队员要在集装箱上爬上爬下七八次,人工搬抬诸多大件物品,汗水完全浸湿了衣服,所有人都为了同一个目标铆足了干劲。至4月12日下午,在总装团队精密策划、精准布置、全员出动,将3天工作压缩至2天,全面完成了产品出箱工作。
测试流程时间误差精确到10分钟以内
“在保证测发产品安全、可靠的前提下,缩减发射场测试有效时间,研制团队必须将积累多年的测发经验转换为稳妥,高效的发射流程管控能力。”火箭院长征七号运载火箭结构系统指挥员周宁说,
为了能精准的实现长征七号运载火箭火箭结构自检流程的冗余时间,在出发前,研制团队就对发射场工作细则做了多轮的更改,综合了设计,工艺,一线工人和操作手的意见,系统整理,多方协同,对每个操作环节的执行时间都进行了梳理,将流程时间误差精确到10分钟以内。
火箭产品出箱,面对箭体和整流罩两线作战,难免有不协调事项,但周宁因对技术状态与流程的熟稔,冷静应对。出现小插曲时,反应快速,积极沟通,在一线操作人员的通力配合下快速将流程时间拉回到主线程上。经过连续5天的高强度工作,遥五火箭比以往提前一天完成垂直总装,流程如期压缩一天。
发射日流程压缩4小时
“本次发射任务长征七号运载火箭将进行液氧-煤油并行加注,将发射日12小时流程缩减至8小时,这是一项极具挑战性的工作,研制团队要审视每一个系统,确认无数个场景,设想多方的协同,进而完成火箭多统发射流程的有机融合。”火箭长征七号运载火箭主任设计师邵业涛介绍到。
早在发射队进入发射场的3个多月前,火箭院长七研制团队就开始组织各专业组人员,进行液氧煤油并行加注流程的更改分析,确定并行流程更改的原则,从流程更改方案,再到流程更改实施方案,以及发射日预案筹备进行了全方位的筹备策划。
在加注并行流程方案的制定过程中,确立方案流程优化原则不是难事,最难的是综合各系统的底线能力,优化出一个协同性最佳的并行加注流程,实现面面俱到。为了达成这个目标,指控大厅指挥员不仅要熟悉自己的专业领域,发挥技术中坚作用,还要组织各系统主管设计人员深入研讨各系统流程特点,细化系统间的协作关系。流程中的每一个环节,火箭设计的所有分支专业都需要参与讨论,按时序进行状态梳理,识别耦合项是否干扰,干扰项是否冲突,冲突项能否协同。在方案设计之初,大家就要尽最大可能的考虑全面,同时充分借鉴合练与发射任务中验证过的发射区组织方案,全面的应用到并行流程中,做到万无一失。
(作者:王伟童 摄影:吴桐小雨、高文豪、屠海超)