长三乙立新功 北斗系统迈向新征程

2018.08.10 , 浏览次数: 163

卫星吊装(南勇 摄)

       7月的大凉山阴雨绵绵,但胜利的捷报却频频从这里传出。7月29日,西昌卫星发射中心再次传来喜讯,继19天前长征三号甲运载火箭托举北斗卫星导航系统第三十二颗卫星成功入轨后,航天科技集团研制的长征三号乙/远征一号运载火箭以一箭双星方式,成功发射我国北斗全球卫星导航系统(下称北斗三号工程)的第五组卫星,这是该系统的第九颗和第十颗卫星,也是北斗卫星导航系统的第三十三、三十四颗卫星。
       据北斗三号第9颗、第10颗卫星主任设计师刘家兴介绍,此前为该系统发射的八颗卫星已初步构成北斗全球卫星导航最简系统,这次发射的双星,将开启北斗全球卫星导航系统组网新阶段,我国将迈向构建北斗全球卫星导航基本系统的新征程。
       随着北斗三号工程的加速组网,北斗全球导航卫星也和长三乙运载火箭一样,进入了批产时代。长三乙火箭试验队和北斗三号第九颗、第十颗卫星试验队加强对新环境的重视程度,有效识别风险,实行多产品并行研制和一人多岗制度,高效应对下半年高密度任务的严峻挑战。

 

       重视新环境 识别新风险
       由于发射任务密集,为保证发射塔架的安全性和可靠性,西昌卫星发射中心对发射工位进行了调整,原定于二号塔架执行的任务被调整到三号塔架。被调整的任务正是此次用来发射北斗三号第九颗和第十颗星的长三乙/远征一号运载火箭。别看仅仅是发射工位的调整,对于长三乙/远征一号运载火箭和北斗三号双星来说,这个“新环境”也可能带来不小的风险。
       由于不同发射工位与火箭箭体固定的角度不同,原本为二号塔架设计的整流罩透波口的位置与三号塔架的天线位置有很大偏差,透波口是在整流罩上为卫星测控设备透射地面信号而设计的“特殊窗口”,一旦位置与天线角度有所偏差,卫星将无法收发来自地面的信号。
       火箭和卫星试验队收到发射工位调整的命令后,立即识别这一新环境可能带来的风险。负责卫星整星风险识别的冯文婧告诉记者,在卫星发射前,需要地面人员对其进行监视和指挥,“如果卫星收不到信号,就无法确认状态。”上面级结构及地面总体负责人杨自鹏说,如果接收不到信号,就无法完成对上面级的控制和测量,“这些都将对发射造成巨大影响。”
       在新环境带来的挑战下,卫星试验队、火箭试验队及时与发射场联合协商,经过一系列的研讨,最终确定了在三级箭体塔架的摆杆上架设支架和RF转发天线的方案,有效控制了风险。
       说起来容易做起来难,由三节支架组装而成的超长支架有六七米高,给卫星和上面级传递信号一共需要6根天线,并且要与整流罩透波口位置吻合,除此之外,RF转发天线位置和方位、卫星与上面级组合体方位关系、天线支架架设是否安全等问题,都等着试验队员们逐一测试和解决。
       架设支架时,刘家兴也来到了塔上,发射场的操作人员和试验队员们一起小心地操作、反复地确认,生怕一个不小心磕碰了整流罩,高空作业给操作人员带来了不小的难度,大家齐心协力,忙活了两个多小时才完成支架和天线的架设工作。
       随后,火箭和卫星试验队又对天线进行了电测和总检,依据信号观测和链路计算的结果,多次对RF转发天线和地面测试设备连接方案进行调整,使信号达到最强,防止极端天气对天线造成影响。
       冯文婧说,最终的测试结果还超出试验队的预期,顺利解决了这一难题。有了这次应对新环境风险识别的经验,杨自鹏说,远征一号上面级也要不断加强适应性,提高对不同发射工位和各类卫星的适应能力。未来,上面级还将提高适应不同厂房的能力,克服发射工位差异带来的影响。

 

       一人多岗 并行研制
       为应对高密度发射的严峻形势,卫星试验队和火箭试验队均采取一人多岗、并行研制等有效措施,节约人力、提高效率、缩短周期。由于北斗三号工程大部分采用双星发射模式,因此,双星并行研制甚至是多星并行研制成为北斗导航卫星试验队的工作常态。
       为了应对任务繁重、人手紧缺的严峻形势,试验队里许多队员都身兼数职,一人多岗,勇挑重担。
       来自五院总体部的周士民在此次任务中,担任了一颗星的测试指挥和双星的卫星总控、综合电子及热控测试等7个岗位,用他的话说,“一个人、两颗星、七个岗,我骄傲。”繁重的压力不仅没有压垮他,反而促使他不断提高自己的业务能力,迎接新挑战。
       回想起自己2007年参与北斗二号任务时的工作状态,他说:“那时候一颗星就有100多人,现在双星才40多人。”通过这十多年的不断发展,北斗导航卫星的各项技术和测试手段在不断进步,人员和周期也随之精简,以前单星需要十几个人来测试,现在双星测试只需要5人,而且测试周期还更短。周士民说,“现在的导航卫星通常采取双星模式,为了应对导航卫星批产,一人双岗甚至是一人多岗很普遍。国家对导航卫星的要求越来越高,这就需要我们不断优化测试手段,提高测试工具的功能和自动化程度,不停充电,迎接考验不掉队。”
       不仅卫星试验队采取一人多岗、并行研制的制度,随着高密度发射常态化,发射场也迎来了任务频率高、间隔短的“满载期”。来自一院211厂总装事业部的姜维负责上面级的调度工作,他告诉记者,在6月、7月这两个月期间,西昌卫星发射中心罕见地出现了三枚长三甲系列火箭同时在场的情况。“虽然三发火箭的状态各不相同,但协调工作仍然非常复杂。”
       杨自鹏说,在此前多次优化发射场工作流程的基础上,试验队从对设备、人员、技术状态改动最小的角度出发,在上一发产品由技术区转至发射区,达到测试封存状态后,下一发产品就进入技术区开始工作,将并行时间增至最长。
       “现在位于技术区的产品,就是下一次任务要发射的上面级,目前已经完成了测试前的全部工作。通过合理的并行任务安排,已经为下一次任务节省了五天的时间。”目前,长三甲系列火箭已经将最小发射间隔控制在25天左右,为应对高密度发射做足了准备。
       长三甲系列型号对试验队员也采取“去任务化”安排,许多试验队员同时承担两发火箭的任务,队员们不再强调自己属于哪个试验队,而是立足岗位本身,不管是哪一发火箭,只要是在发射场期间安排的任务,都当做自己的本职工作来完成。
       杨自鹏将一枚火箭到发射场以后的工作阶段比喻成A、B、C、D四个部分,“这一次任务的人员可能做完A、B、C、D后,又把下一个任务里的A完成了。下一次任务就从B开始,完成了B、C、D、A。”这样一来,每一发任务都尽可能“超额”完成,给后续随时可能出现的紧急任务打出富余量。在面对长时间、高强度的工作时,队员们仍然保持极高的质量意识和工作热情,为后续任务的圆满完成奠定了坚实基础。

       (来源:中国航天科技集团有限公司)