◎航天推進技術研究院 程曉衛 馬天舉 肖升利

隨著航天技術的快速發展,各種新領域、新技術、新項目得到了持續不斷的拓展和開發,立項論證工作的重要性也日益凸顯。根據航天技術的發展模式,新項目的立項論證工作由總體研究院牽頭開展,但由于論證工作涉及到方方面面,整個過程中往往離不開專業技術研究院的配合與支撐。航天推進技術研究院作為我國唯一的航天液體動力技術專業研究院,是航天新領域立項論證工作必不可少的分系統單位,在充分發揮其液體動力技術和相關情報研究優勢的同時,對總體研究院各項立項論證工作給予了最大程度的配合與支持,大力推動了我國航天各項新領域的立項論證工作。
隨著國家層面對航天事業的重視和不斷增大的支持力度,我國航天事業迎來了難得的發展機遇期。在傳統航天應用領域持續發展的同時,各種新概念、新技術層出不窮,各個領域的規劃、立項論證工作也緊鑼密鼓地展開。航天液體動力作為航天技術發展的基石,責無旁貸的要為航天技術立項論證工作提供支撐,甚至有必要在某些尖端領域先行起步。
近年來,研究院參與了我國絕大多數新項目的立項論證工作。在可重復使用運輸動力、臨近空間動力、軌道機動動力、天地往返運輸動力、高超聲速飛行器/武器巡航動力、新型組合循環動力以及電推進、核推進等新型動力技術應用領域配合總體研究院開展了大量論證工作。在論證過程中,研究院不斷總結方法,加強與總體研究院的溝通和協調,形成了一整套行之有效的措施,有力地配合和支撐了各個領域的立項論證工作。同時,也取得了以支撐重型運載火箭深化立項論證、武器項目開題立項、CZ-X系列火箭運載能力提升論證、新型組合發動機規劃論證等為代表的一系列立項論證成果。
科學的機制是推動工作高效運行的基本保障。為此,研究院在歸口管理立項論證工作的研發業務部門推行了不同層面的管理制度。
在頂層管理方面,研究院制定了《航天推進技術研究院技術研發管理辦法》,從研發管理工作頂層明確規定了管理機構和職責、技術發展戰略規劃管理、項目和課題管理等宏觀內容。其中“管理機構和職責”明確了研究院研發管理機構的主要職責,包括負責研究院技術創新體系的規劃論證、建設和運行完善工作;制定研究院技術發展戰略規劃、核心技術計劃以及技術研發5年計劃和年度計劃,并積極配合上級部門將研究院的技術發展計劃納入國家及中國航天科技集團公司的相關規劃中;負責研究院技術研發項目的立項論證、申報和重大研發投資決策的前期準備工作。
在具體實施方面,研究院制定了《航天推進技術研究院技術方案論證管理規定》,在上述制度保障的基礎上,規范了論證工作的分類以及各類論證工作的程序,確保了各項論證工作實施的規范性和高質量。
研究院下轄6家軍品科研單位,傳統的立項論證工作組織方式是由研究院統一安排,各單位承擔具體論證工作。由于各單位研究領域各有側重,且有一定程度的技術交叉,因此在論證中往往會出現與總體研究院溝通不暢、技術問題難以協調的情況,甚至會出現各單位之間競爭的局面,導致立項論證工作進展緩慢、效率低下。
為了改變這一局面,研究院依托發展規劃部研究發展處組建了院級液體動力論證中心,在院級層面加強頂層技術管控、戰略規劃和統籌協調。以西安—北京—上海“三地”技術資源優勢為依托開展重大專項論證和軍民兩用技術論證,充分考慮全院技術優勢,提出研究院技術發展的統籌方案,使得技術發展和立項論證的主體從廠所級提高到院級層面,形成了集團公司—總體研究院—專業研究院的創新論證工作模式。
這種創新的工作模式帶來了前所未有的好處:在院內,可以統籌技術資源優勢,按照專業布局整合資源,提升論證工作的水平和高度;在院外,可以與集團公司、總體研究院實現高效溝通,避免了與廠所之間的多頭協調。同時,院屬各單位依然是液體動力立項論證及后續工作的承擔者,可充分發揮其專業水平,并結合現有的技術創新資源構成了液體動力立項后的執行主體。
立項論證工作的目標是促進新項目立項,而要從根本上推動新項目發展,必須依靠自身研發能力的提升。為此,研究院通過搭建全新的研發平臺和創新研發模式來不斷提升自身研發能力,為支撐未來新項目發展起到巨大的推動作用。
為緊密跟蹤國際組合動力技術發展趨勢,滿足我國高超聲速武器裝備和天地往返運輸系統對新型動力的需求,在國家組合動力技術的發展及裝備建設中占據重要位置,研究院經航天科技集團批準成立了“中國航天科技集團公司組合動力技術研究中心”。該中心的發展目標是以武器裝備建設和國防發展戰略以及航天科技集團中長期發展規劃為牽引,瞄準組合動力的近中期需求和長遠發展,找尋高水平的技術研發平臺,建設高層次的專業化研究團隊。通過系統性的理論研究和關鍵技術攻關,掌握火箭基組合循環(RBCC)發動機核心技術、推進集成演示試驗,進而逐步成為國家高超聲速領域組合動力研究應用的骨干力量。
為滿足未來載人航天、探月等航天發射任務對大推力、高性能液體火箭發動機,以及武器裝備發展對快響應、輕質化、易維護液體推進劑動力系統的需求,針對液體推進劑噴霧和燃燒技術、液體火箭發動機傳熱與冷卻技術、液體火箭發動機熱過程仿真技術、液體火箭發動機熱過程及熱力耦合技術等基礎研究工作,研究院設立了液體火箭發動機技術重點實驗室,專門開展新型液體動力的原理性、探索性、前瞻性研究。實驗室面向國家空天動力技術發展需求和研究院自身長遠發展需要,在科研任務、人才隊伍建設、開放交流、運行管理等方面取得了顯著的成績,并承擔了大量研究課題的立項論證和實施工作。
積極高效的溝通協調、深刻理解總體研究院對液體動力的需求,是配合做好論證工作的前提條件。為此,研究院加強了與總體研究院在各個渠道的積極溝通,特別是與中國運載火箭技術研究院、中國空間技術研究院、上海航天技術研究院建立了良好的溝通與協調機制,主要的溝通方式包括以下幾種:
一是依托研究院技術研發管理部門和論證中心等機構,定期或不定期與總體研究院主動溝通協調,確保在總體立項論證階段能及時了解總體研究院對動力系統的性能、方案等需求,以便快速、準確地向總體研究院提供分系統/單機的相關技術支撐資料,并被采用。
二是根據需要,主動派院內相關領域專家作為總體的論證組成員參與總體立項論證相關工作,全面準確掌握總體研究院的立項論證動態,深刻理解總體的意圖和思路,及時調整、完善研究院的論證內容,同時通過專家及時向總體研究院反饋動力系統的意見,形成良性互動,支撐形成明確的論證報告,推動立項工作。
三是與總體研究院配合協作研究航天技術發展趨勢,對市場需求和用戶要求進行全面系統的深入分析,統籌市場開發和論證立項工作,有效支持并極大地推動總體研究院的立項論證工作。
“發展航天,動力先行”。在配合總體研究院的立項論證工作中,研究院始終秉承這一理念,特別是對于一些全新的尖端應用領域,敢于打破“總體牽引”的常規論證思路,緊密跟蹤國外先進動力技術應用及發展趨勢,先行起步。在國家、總體研究院尚未開展相關研究工作的時候,就從動力技術專業領域主動開展論證工作,并提出未來的應用領域供總體參考、國家決策。

2012年,研究院在跟蹤國外先進復合預冷組合循環發動機研究動向的基礎上,以英國的SABRE發動機為啟示,開展了復合預冷組合循環發動機技術分析及發展建議論證工作。在沒有總體牽引的情況下,主管院領導親自組織成立專題論證小組,圍繞發動機系統方案、總體應用分析、關鍵技術調研等開展了大量論證工作。論證過程中主動與航天科技集團、總體研究院溝通匯報,經有關專家討論后,認為復合預冷動力技術超前、指標領先,初步驗證表明方案合理、工程可行,有望提前實現關鍵技術突破;對航天系統創新發展有重要推動作用,對國家新材料、新工藝技術進步有帶動作用。最終推動了該項目關鍵技術在“863”領域立項,為后續研制工作打下了良好的基礎。

在強有力的措施推動下,在與總體研究院的密切協作下,研究院近年來配合和支撐總體研究院立項論證工作取得了豐碩的成果,一大批宇航、武器領域新技術項目成功開展了論證工作,一些項目已經順利獲得立項。
大推力運載火箭是提升大規模進入空間的能力以及未來人類突破地球軌道開展深空探測的基礎。自大推力火箭開展方案論證以來,研究院即與總體研究院通過匯報交流、集中論證以及組建聯合開發團隊等模式,建立了通暢的設計論證協調通道,及時溝通總體與動力系統方案各種問題和進展,獲得總體的技術輸入與論證意見。通過多輪次的比較和優化,已經明確了運載火箭動力系統主方案,全面開展了液氧煤油發動機以及液氧液氫兩型大推力發動機三維數字化設計與關鍵技術試驗驗證工作。經過論證,某關鍵技術已在國家國防科技工業局獲得立項,為我國未來大推力運載火箭的工程研制開創了良好局面。
近年來,我國利用自主研制的各類火箭發動機,圓滿完成了載人航天工程10余次重大航天發射,實現了中華民族的“飛天夢”。在“十二五”中后期,研究院緊抓機遇,積極參加由總體牽頭開展的載人航天發展戰略論證,根據總體確定的工程目標和應用方向,結合液體動力和新型動力技術的發展與應用,組織專家開展了載人航天新型運輸動力技術、新型載人飛船動力技術、軌道轉移運輸動力技術、重復使用飛行器動力技術專題研究,圍繞總體需求對技術體系進行集中梳理,對技術發展進行了整體規劃,形成了載人航天液體動力發展中長期路線圖,為我國載人航天后續發展奠定了基礎。
長期以來,作為分系統研究院,航天推進技術研究院深刻認識到配合和支撐總體研究院立項論證工作的重要性。這既是兄弟研究院之間精誠協作的體現,也是以高度責任心推動國家航天事業發展的要求。
后續,研究院將依照航天科技集團的部署繼續發揮現有高效、積極、主動的工作模式,以強有力的“動力”為集團公司在新領域、新技術應用等方面的立項論證工作提供強大的推動力。同時,研究院還將進一步探索、調研,加強與總體研究院開展統籌、協作、交流等工作,在立項論證工作實踐中不斷總結、不斷優化、不斷改進,促進各領域立項論證工作順利快速開展。