10年百发箭 百发工程开启长征火箭产业化时代

发布时间 : 2017-04-27     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  近年来,长征火箭进入高密度发射阶段。
  在中国运载火箭技术研究院(以下简称“火箭院”)有这样一条生产链,它为火箭院从容应对运载火箭持续高密度发射、火箭发射连战连捷提供了保障。它就是百发工程。
  火箭院总工程师范建芳说:“百发工程是目前我国航天史上规模最大的运载火箭组批投产工程,也是运载火箭首次跨型号开展组批投产,百发工程的实施真正开启了长征火箭产业化时代。”
 

 
  △长征二号丙、长征二号F及长征三号甲系列火箭
  
从40年百发箭到10年百发箭


  据范建芳介绍,2017年,火箭院计划完成20次宇航发射, “十三五”期间,火箭院预计将执行86次宇航发射,将形成每年近20发箭的发射规模,高强密度发射开始成为常态。
  发展航天,运载先行。早在“十二五”开局之际,火箭院就已经意识到运载火箭产业化、规模化的时代将要来临。为满足持续高密度发射任务需求,火箭院以市场为导向,对未来10年现役火箭的发射服务需求进行充分调研分析,战略性地提出新组批投产100发火箭,并对设计、生产、试验、发射服务等产业化综合能力进行了超前谋划。
  范建芳说:“百发工程涉及火箭院抓总研制的3型现役火箭,包括长征二号丙火箭、长征二号F火箭和长征三号甲系列火箭,并按此目标市场策划100至120发,能力和条件保障150发火箭在线。”
  2010年12月18日,长征三号甲运载火箭成功将中国第7颗北斗导航卫星送入太空,这是火箭院抓总研制的长征系列火箭第100次发射,距离1970年长征一号火箭发射“东方红一号”卫星,过去了整整40年。
  2011年,火箭院正式启动百发工程组批投产,2013年,开始投入发射服务。火箭院计划用10年时间,完成这100枚火箭的全部发射。
  从40年百发箭到10年百发箭,火箭院实现了运载火箭从“重研制、小批量”向“市场化、规模化”的转型,为“保增长”奠定了坚实的基础。百发工程开启了中国长征火箭的产业化时代,助力我国由航天大国向航天强国迈进。


  
生产能力实现质的飞跃


  范建芳说:“通过百发工程的实施,火箭院的年生产能力从5至8发箭,跃至16至20发箭,生产周期也从5至6年缩短到2至3年,实现了运载火箭‘面向市场,提前组批,统筹备料,均衡生产,连续交付,即时发射’的运营目标。只要任务来临,火箭随时能够发射,以前是卫星等火箭,现在是火箭等卫星。”
  长期以来,火箭院运载火箭一直处于单件、小批量生产状态,通常在任务正式下达或合同正式签订后,才开始物资备料,开展设计、生产、总装测试,完成发射。这种生产模式的各个环节,按时间顺序呈单一直线,严重制约了生产效率。
  “既然时间的长度无法改变,那我们就增加它的宽度。”范建芳说。百发工程突破了这种“直线串行”模式,首创运载火箭组批生产管理的“多轨并行”机制。
  “多轨并行”就是围绕生产和发射服务全过程,齐头并进地开展火箭构型整合、物资备料、生产线建设、工艺保障等工作,火箭提前组批备料、共线生产、组批验收。
  “实际上,我们正是以时间跨度的延伸解决生产能力的相对不足,通过长远系统的谋划扭转了以前卫星等火箭的被动局面。”范建芳说,“百发工程使火箭在线生产效率提高了30%以上,同时通过能力的重新布局和及时补充,实现了生产能力质的飞跃,大幅提升了火箭院‘保交付’的能力,从而有利于在国际、国内发射服务市场竞争中抢占先机。”


  
火箭去任务化,产品去型号化


  火箭在应用发射阶段,为满足不同用户的需求,在基本构型的基础上衍生出多种构型,这给技术状态控制、生产和发射服务增加了巨大的工作量。不仅如此,多“品种”的火箭彼此之间很难互相替代。随着高密度发射的到来,这一问题亟需解决。
  为此,“百发工程”策划团队当机立断:统一火箭构型!“我们对长征二号丙、长征二号F和长征三号甲系列现有的火箭构型进行深入分析,挑出通用性比较强、市场需求大的构型作为基本构型,再进行分类整合,最终确定了后续投产的主力构型。”范建芳举例说,“比如长征三号甲系列火箭,它的构型由现有的11种整合为6种,提升了生产效率和效益。”
  即便是同一构型的火箭,也面临因载荷的不同而需要进行星箭接口设计等适应性改进工作,而且以往火箭都是单一型号组批投产,基本同类产品也是单独排产,这些都严重影响了长征火箭的产业化进程。
  因此,火箭统一构型,绝不仅仅是数量上的减少,还意味着各构型间单机产品的通用化。策划团队选用承受度高的单机产品作为通用产品,各构型间的一级、助推器等各子级可以实现互换代替。这样一来,火箭在设计和制造过程中的重复劳动便最大限度地减少,型号的技术风险也会降低。
  “百发工程首次实现了运载火箭跨型号组批投产,率先开展了火箭去任务化、产品去型号化的实践。”范建芳说,“现在只要订单一到,火箭院就能立刻开展星箭对接试验和出厂测试,半年左右就可以执行发射任务,大大压缩了产品的交付周期。”
  百发工程通过优化火箭构型、明确技术状态基线、产品货架体系建设、同类产品共线生产、稳定工艺并提升工艺成熟度,确保了产品的稳定性和一致性,从而提高了火箭的质量和可靠性。因此,百发工程并不仅仅是火箭生产效率和制造水平的提升,更是长征火箭整体研制能力和可靠性的一次质的飞跃。
  “单机产品的可靠性提高了,火箭的可靠性也就提高了。‘十二五’期间,火箭院运载火箭发射的成功率达97%,成为世界上发射成功率最高的运载火箭。百发工程的实施进一步提升了火箭院‘保成功’的能力。”范建芳说。


  
百发工程理念的拓展应用

△新一代运载火箭


  “百发工程最难能可贵的是管理理念的转变。”范建芳说,“火箭院突破了传统的‘以任务为导向’的管理模式,首次提出‘以市场为导向’,提前开展运载火箭组批投产,变被动接受任务为主动参与市场竞争。这种理念转变所带来的效益已经全面显现,我们也将这种新的理念在其它领域不断拓展应用。”
  2016年,在对市场需求跟踪和预测的基础上,火箭院还补充投产了30发长征二号丙火箭。
  范建芳说:“百发工程主要针对的是现役火箭。随着新一代运载火箭的陆续首飞成功,我们已经开始策划新一代运载火箭的首次组批投产。”
  据了解,2016年,火箭院新组批投产了长征十一号火箭,今年还将组批投产长征五号、长征七号火箭。

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