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梁纪秋:让发射火箭像用手机一样便捷

2018-04-23 10:57:28|来源:湖北日报|编辑:杨坤林|责编:孟慧

  原标题:世界首个“星箭一体”快舟火箭总设计师梁纪秋—— 图文:笑傲苍穹 让发射火箭像用手机一样便捷

  梁纪秋:让发射火箭像用手机一样便捷

  湖北日报讯 湖北日报全媒记者 江卉 通讯员 谭青海

  图为:“快舟”系列火箭总设计师梁纪秋。(湖北日报全媒记者 张朋 摄)    

  在航天界,每当人们提起梁纪秋,谈论最多的就是“快舟火箭”。“中国秘密发射新快速响应火箭”。2013年9月25日,我国“快舟”火箭首飞不到两小时,这一标题就出现在美国航天网站首页的头条。

  这位70后快舟掌舵人,是如何用造导弹的技术造火箭,又如何让快舟成为世界上最便宜的火箭,却鲜为人知。

  在位于武汉金银湖的中国航天三江集团有限公司总部大楼,湖北日报全媒记者见到了梁纪秋。

  一项颠覆性技术创新,梁纪秋和同事一起只花了不到3年——

  研发出我国超大直径固体火箭发动机

  “别看是‘新生儿’,它又高大又厉害!”在三江总部8楼总师办公室,梁纪秋指着电脑里的一个“大家伙”说:“这个固体火箭发动机直径超过4米,将刷新由美国保持的3.7米世界纪录。”

  超大发动机,牛在哪?

  “有了它,快舟家族的大哥们快舟21、快舟31运力倍增,可达20吨至70吨,发射成本也降到每公斤5000美元,比目前世界最便宜的火箭美国猎鹰九号还要便宜。”梁纪秋说。

  最快2020年,装上超大发动机的快舟21首飞。

  未来,快舟21将承担空间站货运等国家任务,快舟31则瞄准的是太空旅游、太空挖矿。

  研发超大固体火箭发动机,堪称颠覆性技术创新。然而,这一创新并非来自国家任务。

  快舟研制中,梁纪秋琢磨:固体火箭运力大、发射快,何不研制更大直径的发动机?不等不靠、说干就干,他和几位志同道合的同事一起,不到3年就造出样机。

  2016年国庆,当这个庞然大物出现在面前,三江集团的高层被震撼了。

  “为何不早说?”惊喜之余,他们问梁纪秋。

  接下来,一路绿灯,不到半年,国家立项。

  如果说发动机是快舟火箭的“心脏”,梁纪秋还为它打造了一双神奇的“翅膀”——栅格舵。

  “它是火箭回收的关键技术。”梁纪秋说。

  回收火箭难度极大。SpaceX曾打过比方:在陆地平台回收,如同扔一支铅笔飞过帝国大厦楼顶,让其在暴风雨中返回落在一个鞋盒上;而海上回收,就如同让铅笔飞过帝国大厦楼顶后,精准落在一块漂浮的橡皮上,而且不能倒。

  “SpaceX公司应用的是栅格舵技术,这一技术快舟火箭已经应用。”梁纪秋说,“火箭回收技术,我们已经掌握了70%至80%。未来一旦成熟应用,快舟的价格还将大幅降低。”

  此外,梁纪秋的快舟团队还掌握了海上发射火箭技术。和陆地发射不同,海上平台是运动的,如何解决?“这一变化,带来技术上的革新。”他透露,前期做了很多技术储备,发射船也选好了,只要有海上发射卫星的需求,马上可以完成。

  当梦想遭遇“任务不饱满”,他选择留下——

  造“火箭”的高中生和29岁的型号总设计师

  有硅谷钢铁侠之称的埃隆·马斯克不止一次说过,小时候他的梦想就是遨游太空,这也是他创立SpaceX的初衷。

  和马斯克一样,梁纪秋的火箭情节从小就有——

  如果不是当事人说起,或许没有人知道,上世纪90年代初,江西南部城市赣州曾发射过一枚火箭。

  发射和制造火箭的,不是科研院所,而是赣州一中的高中生梁纪秋和几名同学。“碗口粗、两米长,飞上天就不见了。”说起当初的发明,梁纪秋至今还很兴奋,“火箭还是遥控点火发射的,遥控器是自己焊的,推进剂是自己去图书馆查资料配的。”

  从小,梁纪秋就喜欢航模,遇上火箭飞机模型就爱不释手。“模型只能看不能飞,就试着自己造,没想到还鼓捣成功了。”

  这次“鼓捣”动静不大,却惊动了西北工业大学。

  高考前,这所老牌航空航天名校,主动上门找到梁纪秋,提出“只要够基本分数线,直接上!”

  1993年秋,梁纪秋进入该校火箭发动机专业。

  爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师。”大学里,梁纪秋没有满足于学火箭发动机,他把与火箭相关的各专业,全部系统学了一遍。良好知识储备,为日后担任总设计师打下了基础。

  1997年,分配到三江集团,梁纪秋遇到的却是型号任务不饱满。面对同学从深圳、上海发来的“召唤”,他有些动心。

  大半年后,梁纪秋闲得发慌,开始在机房编程计算,钻研固体冲压发动机技术。一段时间后,收获不小。“你居然在琢磨这个?”当时还在基地任副总设计师的刘石泉(现任中国航天科工集团公司副总经理),偶然间发现了梁纪秋。几次交谈,刘石泉对这个小伙子有了印象。

  梁纪秋回忆,当时没离开,也是听了刘石泉的话。“他劝我别着急,以后航天的任务会越来越多,有前景。”

  认准方向,就不言悔。没多久,新型号的预研工作启动,梁纪秋跟随老专家参与方案论证。思路开阔、屡有奇思妙想,他很快崭露头角。接下来的数年里,总体设计一遇到“此路不通”的麻烦,他总是被推上前台。

  2003年,29岁的梁纪秋成为院里最年轻的型号总设计师,领衔快舟火箭的研制。

  打造航天发射领域的新宠——

  把快舟做成一件口碑商品

  “三、二、一,点火!”号令声落,巨大的轰鸣声中,白色的火箭拖着橘色火焰腾空而起。

  2017年1月,酒泉卫星发射中心,快舟火箭完成我国航天史上首次商业发射。

  在手订单金额达4亿元、意向金额15亿元,快舟已成为冉冉升起的商业航天新星。

  研制之初,襁褓中的“快舟”,却备受争议。传统观念认为,固体火箭“只能用于武器装备,不能用于发射卫星”。梁纪秋却不这么看,他研究发现,固体火箭发射快、精度高、成本低,早晚要成为航天发射领域的新宠。

  论证过程困难重重,一些新概念、新技术,很多人不理解,仅论证会就开了50场。

  梁纪秋冷静对待,带领团队“苦干+巧干”,终于开花结果。2013年,我国首个固体机动小型运载火箭“快舟一号”火箭冲上云霄,引发世界关注。

  国际上,火箭首飞一般不带卫星。即将发射的快舟11不仅要带卫星,还将以“一箭六星”完成首飞。消息传出,许多卫星公司找上门来,不惜自购保险,也要让自己的卫星坐上快舟火箭。

  在梁纪秋看来,性能好、价格优,这样的口碑火箭就能赢得市场。“快舟很‘皮实’。”梁纪秋说,它不挑发射场,一块篮球场大小的场地、一台发射车就能完成发射;不挑环境,室外温度零下20多摄氏度、连续在雨中淋数小时也能发射。

  快舟一号甲发射,一支100多人的试验队在发射场保障,完成发射前的各项系统测试工作,解决可能出现的各种问题。“快舟的目标是,将发射人员减少到10人以下。”梁纪秋说,将来为国际用户提供发射服务,如果上百人的试验队在发射场呆一两个月,成本根本控制不了,人员必须减少。

  如何减?“关键是提升火箭性能,让发射火箭像用手机一样智能、便捷。”为此,梁纪秋和团队做了各种创新——

  集成设计、自动检测,让火箭更聪明。梁纪秋打了个比方,好比买个新手机,手机厂家不可能送个测试仪或者安排测试人员上门服务,各项性能在出厂前已测试完毕。火箭也是一样,出厂前测试好。到了发射场,电脑自动检测能否发射,现场人员确认后摁下发射键就可以了。

  比如,火箭尾部的关键部件栅格舵,过去需要4、5个人到现场手工安装。到了快舟11,设计时就改为折叠式,工厂安装好,现场只需要1个工作人员展开。