朱雀二号发射成功 火箭“方向盘”研制历时5年
中青报·中青网记者邱晨辉
7月12日，朱雀二号遥二运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，成为全球首枚成功入轨的液氧甲烷火箭。此次任务中，担当火箭智能化“方向盘”的是来自于中国航天科工三院33所研制的大功率电动推力矢量伺服系统，这一关键设备的研制就历时5年。
伺服系统作为调整火箭姿态的核心部件，布置在火箭发动机舱，负责通过接收控制指令，推拉火箭发动机产生相应角度变化，实现对火箭姿态的精准操控，其可靠性与性能直接关系到火箭能否精准将卫星送入预定轨道。
朱雀二号运载火箭是蓝箭航天空间科技股份有限公司自主研发、具备自主知识产权的一款双低温液氧甲烷运载火箭，对伺服系统的低成本与高性能有着严苛的要求。中国航天科工三院33所伺服系统技术负责人黄建博士表示，研发团队为此历经5年的潜心研制，打造出这款智能化产品。
“首先是高精度，也就是能够精准地执行系统给定的作动指令，目前误差仅为千分之五；其次是高动态，不仅要执行得准，还得执行得足够敏捷，指令与执行在频率上分毫不差；第三是高功重比，通俗地讲就是身量虽小巧玲珑，却能够爆发出强大的能量；最后是强抗扰，面对飞行过程中产生的强大冲击和系统外的各种复杂干扰，仍然保持稳定的工作状态。”黄建说。
鲜为人知的是，这些成果的得来竟让研发团队深度体验了先行者的艰辛，一度走到近乎崩溃的边缘。
2019年立项之初，国内主流电动伺服系统能力仅为10千瓦，而火箭需要的功率是30千瓦，实现这300%的能力跃升，留给承制团队的时间仅有4个月。黄建和他的同事们清晰地记得，把产品功率定格在5至10千瓦，他们可是足足用了3年的时间。
商业航天是一片广阔的天地，这看似高不可攀的绝壁之上有不曾领略的无限风光。最初迎接他们的，是一次次烧糊的电路板、冒烟的电容、频谱上无法消除的干扰信号……屡屡失败冲击着他们近乎崩溃的意志。
在他们的实验室里，90后的年轻人没资格炫耀花白的头发，连续十天十夜的“闭关修炼”不算夸口的资本，他们在绝境中苦苦坚守，并努力用科学的精神和创新的思维蹚开前进的路。
黄建告诉记者，团队为系统每一个部件建立了精准数学模型，并运用动力学、运动学及多学科仿真平台展开分析，从中发现薄弱点并不断改进。渐渐地，他们摸索出了破解难题的正确道路，新的伺服构型在迭代中不断完善，团队上下也从压抑的状态下释放出来，各个专业分头挺进，原本横亘在面前的难题如春日残雪，渐渐被扫除。
为了真正摸清产品的工作特性，研发团队远赴湖州大山深处开展实物试验验证，上百次试车下来，宝贵的数据为产品的持续改进提供了依据。
“看着沉重的尾喷管在精干的伺服系统的牵引下自由灵动地摇摆，大家明白，成了！”黄建说。
谈及在商业航天领域的成功，中国航天科工三院33所副所长张新华表示，5年来，在商业航天头部企业的牵引下，大功率全电伺服取得了长足的发展，相较传统液压伺服，箭载全电伺服系统以其智能化、单机可靠性高、工作时间长、成本低、易维护等特点，今后将努力推动箭载大功率全电伺服技术和产业走上快车道。
责任编辑：梁国胜