这群年轻人用六年苦功造出了天舟一号

让张健印象最深的是天舟一号出厂前那次，九个同事在一间会议室里把自己“与世隔绝”，从早上八点一直干到后半夜，一干就是一个多月。

2017年4月20日,中国首艘货运飞船天舟一号顺利发射成功。4月23日,天舟一号与我国首个真正意义上的空间实验室天宫二号成功交会对接。空间实验室任务的顺利实施,标志着中国正稳步迈向“空间站时代”。

据悉,天舟一号由航天科技集团五院(中国空间技术研究院)研制,在海南文昌文星发射基地发射,升空后由北京飞控中心进行全程监测和控制。“天舟一号”航天任务成功的背后,是一群奋力拼搏的中国航天人,一步一个脚印,自主创新、自力更生创造出的累累硕果。

航天五院天舟一号货运飞船总体研制团队中就有这么一群年轻人,他们有的从二十八九岁开始便和天舟结缘,从蓝图到首飞,伴随天舟成长。他们用六年的苦功实干把天舟一号货运飞船在方案里画了出来,在厂房中造了出来,在火箭上竖了起来。他们用自己最宝贵的年华、不悔的青春托举起了这艘承载着中国载人航天工程未来的希望之舟。

任何一项复杂的航天任务都离不开科学周密的顶层设计,而系统总体团队正是负责天舟一号货运飞船总体研制的顶层设计。

六年寒暑,系统总体的工作贯穿型号始终。在立项论证阶段,系统总体团队在继承神舟和天宫的基础上,需要拿出高水平天舟方案;在初样阶段,团队并行完成全密封、半开放两种构型货船的详细设计方案,为未来的货运飞船的型谱化“定型”;在成功完成货船初样力学、热学、电磁兼容性、大系统联式等大型试验后,团队又开始紧张的双线作战,一部分设计师奔赴文昌基地开展全密封构型船合练工作,另一部分则留在北京继续深入开展半密封构型船研制试验……

天舟一号货运飞船的系统方案、飞行方案、技术状态、大型试验、技术流程、可靠性安全性、货物装载等,全部由这支队伍负责完成。毫不夸张地说,系统总体团队集中了大部分的天舟一号创造者,是他们的集智攻关让天舟从方案走向投产,从大型试验走到型号首飞。而组成这一团队的“老天舟”就是一群最小32岁、最大35岁的年轻党员。

在外行看来,天舟一号货运飞船发射成功,很多人看到的可能是太空加油的壮举,但对于航天人来说,货船内在的提升,才更让他们自豪。载人航天器总体研究室副主任张健表示,系统总体团队为货船设计了全新的轨道,这种轨道更省燃料、对接适应能力更强。

在每一次飞船研制转入新阶段之前,系统总体团队都会有一次“集同”,就好比闭关修炼。让张健印象最深的是天舟一号出厂前那次,九个同事在一间会议室里把自己“与世隔绝”,从早上八点一直干到后半夜,一干就是一个多月。这一个多月里,家远的同事为了节省时间,索性住在单位附近,半夜肚子饿了大家就吃点饼干面包。

团队在“闭关”中系统总结验证、检查产品状态、开展任务准备,把148项系统级试验项目的海量数据一点点查过去,把飞行任务中107项关键事件、4800余项指令级动作和328项飞控预案一个个推演过去……一路走来,他们没有岁月静好,更多的是披星戴月,伴着追赶时间的仆仆风尘,他们在载人航天的进程中赢得了信心,更赢得了设计未来的能力。

电总体团队负责干什么?用一句话就可以概括,凡是和“电”沾边的项目,他们都管。从能源系统、信息系统、软件顶层设计再到电磁兼容性设计,于磊、李光日、王静华、王宏佳、孙犇各自独当一面,从开始和天舟一号打交道起,他们就付出了常人想象不到的辛苦。

无论是100伏高压全分散配电系统和高压锂电池的应用,还是货船“天基”为主的测控体制和内部以太网高速信息系统,再到针对载荷单独规划出供电、信息流,从强电到弱电,电总体团队要建立的,就是一套套全新的电子和信息系统。“无法借鉴,从零开始。”主任设计师于磊说。研制之初,合格的供电电源模块,符合要求的高速传输导线都找不到,他们跑遍了厂家,做足了各种试验,就是为了给未来铺路。

没有合乎要求的国产电源,团队就在大量调研的基础上联合厂家共同研制。最终,天舟一号在国内航天器上首次采用了国产100V厚膜电源模块,这种电源模块突破了国外封锁限制、应用在了整船所有的关键电子单机上,奠定了100V高压传输的基础、优化了整船几十公斤的配电设备和电缆重量、推动了航天器核心元器件设计的国产化进程。

进入正样阶段,工作目标又变成了提高健壮性和可靠性。为了让自己彻底放心,在总体电路分系统设计人员王林涛和李慧军帮助下,团队晚间工作结束后,开始对整船上万个节点的阻值进行一一测量,一干就是连续几天的通宵。这样的测试,他们在加电之前又做了一次,船上设备软件升级后,他们又做了第三次。于磊自豪地介绍:“从最初开始,整船加电就很让人放心!”

自2016年11月初到2017年4月,五个多月以来,整船加电超过1900小时,折算出的平均每天10个多小时背后,是长期连续无休、每天总长超过12小时的工作,而这些只算是电总体工作的一部分。于磊说,只要货船连着一点电,他的团队就一定在。

机械总体负责的工作有的直达顶层,也有的精细到部件,而这个团队的核心成员只有三个年轻人——贾东永、郭军辉和韩彬。

成百上千名设计师、在一个统一搭建起来的数字平台上,按照通用的规则,遵照各自的权限,对自己所负责的部分进行设计,没有纸质图纸文件、不用人工审签。通过数字流程,“数字天舟”的数据被传输到制造设备上,就可以制造出真实的各种结构、部件、管路……这曾经是略带憧憬的未来,而这条通向未来的必经之路,就是由机械总体团队打通了。

六年来,在老专家的指导下,机械总体团队开创了很多“革命性”的先河,其中之一首推三维数字化研制。贾东永自豪地说:“我们现在协调工作,都不带纸质文件,直接打开电脑对照模型讨论。”

让机械总体同样自豪的,还有他们的货运保障设计。货运飞船是一个崭新的型号,大到装载方案、布局配平,小到货包设计、细到接口设计,所有一切都是从零开始。如今,满载重量达13.5吨的货运飞船,载货比达到优秀的0.48,吊挂偏心水平度保持在3毫米,这些骄人数据的背后,都是机械总体智慧的结晶。