不負眾望“站崗”最長時間的火箭發射成功
與應急值班“站崗”3個月的長二F遙13火箭相比,長二F遙14火箭“站崗”時長翻倍,“站崗”時長創造了新的紀錄。6月5日10時44分,由中國航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術研究院抓總研製的長征二號F遙十四火箭從酒泉衛星發射中心點火升空,托舉載有三名航天員的神舟十四號載人飛船奔向空間站。
隨後,飛船與火箭成功分離,精准進入預定軌道,空間站在軌建造階段首次載人發射任務取得圓滿成功。
用於發射神舟十四號載人飛船的長二F遙14火箭。
可靠性評估值達到0.9894
中國空間站建造分為關鍵技術驗證和在軌建造兩個階段實施,神舟十三號載人飛行任務圓滿成功後,中國空間站正式進入在軌建造階段。根據任務安排,今年將計劃實施6次飛行任務,完成我國空間站的在軌建造,其中,長征二號F運載火箭(以下簡稱“長二F”)將執行兩次載人飛行任務,因此,2022年是空間站建造決戰的決勝之年。
載人航天、人命關天。作為目前我國唯一一型載人運載火箭,高可靠、高安全、高適應性是長二F火箭擺在首位的目標,也是始終不變的目標。為了進一步提高可靠性和安全性,研製團隊堅持精益求精,持續對其進行了多項技術改進,使火箭的可靠性和安全性再上新台階。中國運載火箭技術研究院(以下簡稱“火箭院”)長二F火箭總體主任設計師常武權介紹,目前,長二F火箭的可靠性評估值達到0.9894,安全性評估值達到0.99996這一國際先進水平。
常武權解釋說,以百次發射為基數簡單理解就是:“火箭發射100次,才有可能出現一次飛行故障;假設出現飛行故障,依靠逃逸系統逃逸一百次,才可能出現不到一次逃逸失敗。”
據悉,長二F研製團隊堅持工作細上加細、標準嚴上加嚴,專題研究印發了長二F火箭的質量工作要求,提出“五到位、五受控”質量工作原則和具體措施,嚴把“質量關”,並在產品設計、物資管控、生產過程、產品驗收和管理措施等各環節加嚴,來確保航天員“專車”的產品質量。
神舟十四號載人飛船的發射成功再次為長二F火箭“驕人成績”增加了一次滿分記錄。30年間,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,自1999年首飛迄今,已成功發射14艘神舟飛船和2個空間實驗室,其中包括9次載人發射任務,成功率100%。
“站崗”時長翻倍創新紀錄
空間站任務中,航天員在軌飛行時間長,為應對可能出現的突發狀況,給航天員的生命安全再加一道保險,從長征二號F遙12運載火箭(簡稱“長二F遙12”)和長二F遙13火箭開始,火箭採取“發射一發、備份一發”及“滾動備份”的新發射模式。長二F遙14火箭是第二枚執行應急值班“站崗”任務的火箭。
集應急救援和發射任務於一身,長二F遙14火箭耐力更長、測試更嚴,為航天員站崗時長打破長征二號F遙13火箭(簡稱“長二F遙13火箭”)紀錄,成為我國長征系列火箭中有史以來站立時間最長的火箭。火箭院長二F火箭地面系統總體設計師宋晶介紹,“2021年10月16日,長二F遙13火箭發射後,長二F 遙14火箭立即進入應急待命狀態。今年4月16日,神舟十三號航天員乘組安全返回地球,’站崗’了6個月的長二F遙14火箭解除應急待命狀態,轉入貯存狀態,準備執行正式發射任務。”
與應急值班“站崗”3個月的長二F遙13火箭相比,長二F遙14火箭“站崗”時長翻倍,若從2021年8月17日“吊裝起豎”算起,再加上發射準備時間,其豎立時間更是長達近10個月,是迄今為止長征系列運載火箭豎立時間最長的一枚。
“站”了這麼長時間,怎樣確保火箭在接到應急救援任務或發射任務時,能高可靠發射?發射隊通過在火箭質量管理上加嚴測試,進行分階段確認,最大程度保證了發射場工作的正確性和可靠性。
宋晶介紹,以前,火箭各項質量工作是在火箭(船箭組合體)轉場前進行一次集中確認,工作量較大,問題不容易溯源。這次任務中,針對長二F遙14火箭設置了4個強制檢驗確認點,進行分階段質量確認,分別為長二F遙14火箭狀態檢查後、電氣系統測試後、轉場前和發射前。這種“乾一段,確認一段”的方式,讓火箭質量確認工作更高效。
除了設置強制檢驗確認點,長二F遙14火箭在應急待命期間和貯存期間,“站崗”環境也有了進一步的保障。“為了讓火箭在’站崗’時更舒適,我們對火箭所在廠房的溫濕度進行了嚴格控制,既不能高也不能低。”宋晶說道。
此外,不管是接到應急救援命令,還是火箭轉入貯存狀態準備正常發射,發射隊進入發射場後要做的第一件事就是檢查火箭狀態。膠粘位置可靠性、伺服機構油氣壓穩定性、貯箱氣密性……都要開展嚴格的篩查,確保火箭各系統功能正常、參數合格。
在應急救援上,長二F遙14火箭依然具備8.6天內發射的快速發射能力,但研製人員在對工作效率和可靠性的追求上卻從未停止。發射隊通過優化應急救援流程,使人員利用更高效。
宋晶介紹,接到應急救援命令後,發射隊會按照24小時工作制,並行開展火箭基礎級線、整流罩線和逃逸塔線工作。但24小時內三班倒,人員更替較多。經過對應急救援流程的再次深入分析發現,除整流罩線需要按照24小時工作制開展工作外,火箭基礎級線和逃逸塔線在工作時間上均有較大餘量。
通過對應急救援流程進行優化設計,在保證8.6天應急救援流程時間不變的前提下,實現了火箭基礎級線和逃逸塔線按照每天8小時制開展工作,保證了人力資源的高效利用,而且最大限度地保證了應急救援期間火箭工作的可靠性。
同時,在長二F遙12、遙13兩發火箭成功發射的經驗積累下,隊員們的操作熟練程度也進一步提升,火箭測試流程也更加順暢。
遙十四任務發射準備期間,型號團隊還需同步開展遙十五火箭的裝配和測試等,完成應急救援狀態的設置。“通過去年兩次任務探索實施流程並行與優化,今年發射的準備時間有望進一步縮短。”常武權說。
如今,隨著長二F遙14火箭成功發射,長征二號F遙15火箭“接棒”成為應急救援值班火箭,開始自己的使命。