中新網(wǎng)9月26日電 題:長二F火箭副總設(shè)計(jì)師:宋征宇
作者:尹媛
成功研制長征二號F火箭的中國航天科技集團(tuán)公司運(yùn)載火箭技術(shù)研究院是中國航天的發(fā)祥地,50年的風(fēng)雨征程中,這里創(chuàng)造了享譽(yù)海內(nèi)外的“長征”系列火箭,圓滿完成了四艘無人飛船和三艘載人飛船的發(fā)射任務(wù)。每一次壯麗的騰飛,都凝結(jié)著這位副總設(shè)計(jì)師的智慧、汗水和心血。
他就是宋征宇。
也許天生就是要和航天結(jié)下不解之緣,在宋征宇出生的1970年,我國第一顆人造地球衛(wèi)星升空,作為知識分子的父母給他取了這個有紀(jì)念意義的名字,對他也寄予了太多的希望。三十年后的他不負(fù)眾望,憑借自己的天才和勤奮,在航天領(lǐng)域取得了驕人的成績。
他的簡歷看似簡單而平凡,但每一步都浸透努力的汗水和為航天事業(yè)而奮斗的決心。1992年畢業(yè)于浙江大學(xué)工業(yè)電氣自動化專業(yè),同年考入中國運(yùn)載火箭研究院強(qiáng)度環(huán)境研究所攻讀“飛行器控制、制導(dǎo)與仿真”碩士學(xué)位,1995年3月研究生畢業(yè)。畢業(yè)后曾擔(dān)任“長二捆”火箭控制系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師,是當(dāng)時型號隊(duì)伍中最年輕的主任設(shè)計(jì)師,參加了兩顆“澳星”的發(fā)射任務(wù)。后主要從事長二F運(yùn)載火箭控制系統(tǒng)的研制工作,完成了從“神舟一號”至“神舟七號”的發(fā)射;擔(dān)任過新一代運(yùn)載火箭控制系統(tǒng)技術(shù)負(fù)責(zé)人和“制導(dǎo)與控制技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”副主任。在運(yùn)載火箭控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、研制等方面取得了顯著的成績。在SOC(片上系統(tǒng)的英文簡寫)等預(yù)先研究領(lǐng)域也取得了重大進(jìn)展。
長二F火箭是在“長二捆”的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)而完成的,改進(jìn)的重點(diǎn)是提高火箭的可靠性和安全性。對運(yùn)載火箭而言,控制系統(tǒng)就是神經(jīng)中樞,它直接決定了火箭是否按預(yù)定的軌道可靠、穩(wěn)定地飛行,是否能夠把飛船準(zhǔn)確地送入預(yù)定軌道。控制系統(tǒng)的可靠性必須大幅度提高,才能帶動整個火箭飛行可靠性的提高。由于當(dāng)時具備載人飛行能力的國家只有美、俄兩家,在技術(shù)上是封鎖的,國內(nèi)也沒有先例。尤其是火箭的實(shí)時性要遠(yuǎn)高于其他飛行器,一旦出現(xiàn)故障,人工無法也來不及干預(yù),對故障的判斷、隔離以及系統(tǒng)重組必須完全自動實(shí)現(xiàn),這也給火箭的可靠性設(shè)計(jì)帶來了很大的困難。然而,“載人航天,人命關(guān)天”。這是掛在火箭研制隊(duì)伍中所有科研人員嘴上的一句話。所以宋征宇和他的團(tuán)隊(duì)必須實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
可靠性設(shè)計(jì)有三個基本步驟。第一,要確定合理的故障門限,既不能出了故障沒有檢測出來而導(dǎo)致“漏報”,也不能將正常工作的設(shè)備判作故障而“錯報”。第二,要將故障設(shè)備隔離,否則故障會迅速擴(kuò)展,在幾秒鐘內(nèi)就會發(fā)生船、箭俱毀的慘劇。第三,要將被隔離設(shè)備的功能由其它設(shè)備來接替,稱作“故障重組”。所有步驟一環(huán)扣一環(huán),必須全部自動地迅速完成。在可靠性設(shè)計(jì)中還存在一個“悖論”,要判定誰對誰錯,需要一個“判官”,但“判官”的可靠性誰來保證?這就是可靠性設(shè)計(jì)中“共因失效”的難題。世界上具備載人航天高可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)的國家并不多,你可以花巨資引進(jìn)一臺產(chǎn)品,但核心的設(shè)計(jì)方案和關(guān)鍵技術(shù),是絕對買不來的。針對這一系列工程實(shí)際問題,他們開展了大量的故障仿真與模擬試驗(yàn),控制系統(tǒng)共進(jìn)行了1287次不同狀態(tài)、不同模式的故障仿真試驗(yàn),以考核可靠性設(shè)計(jì)的效果;逃逸系統(tǒng)進(jìn)行了多種模式的計(jì)算及仿真……宋征宇從研究生課題起,一直到試樣研制結(jié)束,與其他同事共同攻克了多項(xiàng)可靠性、安全性設(shè)計(jì)難題,探索出了有效途徑,通過冗余設(shè)計(jì)并重點(diǎn)解決“共因失效”問題,提高了控制系統(tǒng)的可靠性。他自豪地說,長二F火箭的可靠性、安全性設(shè)計(jì)技術(shù)達(dá)到了國際先進(jìn)水平,而這一切完全是依靠我們自己的智慧來實(shí)現(xiàn)的。
采用可靠性設(shè)計(jì)后,需要有驗(yàn)證評估手段。同時因冗余設(shè)計(jì)有可能掩蓋產(chǎn)品缺陷,因此必須解決測試的充分性和覆蓋性問題。宋征宇為此重新規(guī)劃和編排了系統(tǒng)測試流程,研究出了各種“無損”故障模擬測試方案,提高了測試的便捷性,實(shí)現(xiàn)了較高的測試覆蓋率。
“神舟五號”任務(wù)完成后,宋征宇被任命為長二F火箭副總設(shè)計(jì)師,全面負(fù)責(zé)長二F火箭控制系統(tǒng)和推進(jìn)劑利用系統(tǒng)的技術(shù)工作,為了找到“神舟五號”飛行中暴露出來的伺服機(jī)構(gòu)停擺問題的真正原因,宋征宇提出了多種故障模式,并逐一通過各種試驗(yàn)進(jìn)行排查。針對最終的疑點(diǎn),共設(shè)計(jì)了15項(xiàng)專項(xiàng)試驗(yàn),累計(jì)試驗(yàn)時間達(dá)22個月,組織撰寫了33份試驗(yàn)分析報告。討論中他不放過任何疑問,始終用理論分析結(jié)果和試驗(yàn)數(shù)據(jù)來說明問題。有些故障模式難以模擬,就創(chuàng)造各種極限條件加以實(shí)現(xiàn),最終通過與總體單位及伺服機(jī)構(gòu)承研單位的反復(fù)討論、協(xié)商,確定了可能的故障模式,同時也對系統(tǒng)中存在的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行了改進(jìn),進(jìn)一步提高了“神舟六號”發(fā)射的可靠性。
“神舟七號”的發(fā)射不是“神舟五號”、“神舟六號”的簡單重復(fù),為此宋征宇加嚴(yán)了所有產(chǎn)品的驗(yàn)收工作;針對兩個系統(tǒng)飛行控制軟件技術(shù)狀態(tài)未變或變化很小的特點(diǎn),要求在測試方法和測試用例上進(jìn)行改變,以避免做重復(fù)的工作,增大對軟件的考核力度;組織所有控制系統(tǒng)研制單位制定了更加詳盡的數(shù)據(jù)判讀表格,以有利于查找隱患。在“神舟七號”發(fā)射任務(wù)中,將“確保發(fā)射成功”落實(shí)到“在測試前一定要認(rèn)真檢查狀態(tài)”、“測試中一定要認(rèn)真觀察現(xiàn)象”、“測試后一定要認(rèn)真判讀數(shù)據(jù)”的要求中,從而把好質(zhì)量關(guān)。
針對發(fā)射現(xiàn)場暴露的各種問題,宋征宇不管其是否影響成敗,都認(rèn)真徹底解決。面對某臺產(chǎn)品出現(xiàn)的多余物問題、利用系統(tǒng)通訊誤碼問題、控制系統(tǒng)插頭縮針問題等,每一個問題都背負(fù)著是否要推遲發(fā)射的壓力。他總能夠準(zhǔn)確、迅速地分析出問題的原因,并組織前后方的試驗(yàn)驗(yàn)證和舉一反三工作,從未在處理問題上發(fā)生過返工,確保了型號任務(wù)的按時發(fā)射。
宋征宇在擔(dān)任新一代運(yùn)載火箭控制系統(tǒng)技術(shù)負(fù)責(zé)人期間,針對串行總線系統(tǒng)中控制器的可靠性瓶頸難題,提出的可靠性設(shè)計(jì)方案,較好地解決了新一代運(yùn)載要求高可靠與低成本之間的矛盾,該方案在國內(nèi)外航天飛行器中還未見有應(yīng)用。考慮到航天型號的長遠(yuǎn)發(fā)展,他提出了新一代運(yùn)載火箭通用化電子平臺技術(shù)方案,可滿足今后三十多年持續(xù)發(fā)展的需求。
為了鑄造把航天員安全送上太空的倚天神箭,為了實(shí)現(xiàn)中華民族延續(xù)了幾千年的飛天夢想,宋征宇和他的團(tuán)隊(duì)克服了各種艱難險阻,經(jīng)受了各種極限考驗(yàn),依靠科學(xué),頑強(qiáng)拼搏,銳意創(chuàng)新。他們?yōu)榱溯d人航天事業(yè)忘我地工作,嘔心瀝血,不懈追求,無怨無悔,不斷實(shí)踐著鑄造更加卓越的火箭,繼續(xù)譜寫神箭騰飛輝煌的諾言。
如果說波濤是大海的激情,它創(chuàng)造了寧靜的沙灘;鮮花是植物的激情,它創(chuàng)造了繽紛的季節(jié);星光是宇宙的激情,它創(chuàng)造了璀璨的星空;那噴薄而起的火箭就是航天人的激情,它譜寫了中華民族征服宇宙的不朽戰(zhàn)歌。宋征宇,懷著一顆征服宇宙的心和天空一樣寬廣的胸懷,要去實(shí)現(xiàn)更加遠(yuǎn)大宏偉的目標(biāo),而從事中國載人航天工程的經(jīng)歷,將成為他一生中的驕傲!
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