藍(lán)箭航天：讓夢(mèng)想在太空著陸

張佳星

“有一群人，他們相信人類終將走進(jìn)‘太空時(shí)代，人類終將掙脫地心引力的束縛，站在新高度思考‘從哪里來(lái)、向何處去的終極哲學(xué)問(wèn)題。”

在北京亦莊一棟普通的寫字樓里，錢學(xué)森的畫像懸掛在北京藍(lán)箭空間科技有限公司的顯眼位置，他慈祥的微笑時(shí)刻鼓勵(lì)著在這里來(lái)來(lái)回回、晝夜工作的年輕人。

2018年3月，這群年輕人獲得了無(wú)上的榮光。不是巨額獎(jiǎng)金、不是國(guó)際大獎(jiǎng)，是他們3個(gè)月設(shè)計(jì)、3個(gè)月制造的10噸級(jí)液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)推力室試車成功。業(yè)界評(píng)價(jià)：這實(shí)現(xiàn)了中國(guó)民營(yíng)航天企業(yè)在液體火箭自主研發(fā)方面的突破，液氧甲烷火箭的商業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程將進(jìn)一步提速。

2018年2月，SpaceX獵鷹重型火箭的首飛成功引發(fā)了“中國(guó)的SpaceX在哪”的討論。這個(gè)問(wèn)題的答案還在路上，有艱難、有阻礙、有激情、有驚喜，最重要的是有堅(jiān)持。10噸級(jí)液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)推力室的試車成功只是一個(gè)開始，在執(zhí)著的堅(jiān)持下，或許會(huì)引出中國(guó)版“SpaceX”的初露崢嶸。

發(fā)動(dòng)機(jī)是買不來(lái)的，必須自己干

據(jù)傳，執(zhí)掌SpaceX的馬斯克去過(guò)俄羅斯，多次試圖購(gòu)買火箭，最后一次直接帶上現(xiàn)金，卻被拒絕。

“我們?cè)?jīng)想買火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，和馬斯克當(dāng)年一樣。”2015年6月，北京藍(lán)箭空間科技有限公司成立，C E O張昌武說(shuō)，剛開始打算借助引進(jìn)的方法開啟集成創(chuàng)新之路，然而航天的特殊性決定了“拓荒”必須一步一個(gè)腳印。

“火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是核心技術(shù)，不會(huì)有人賣給你。”張昌武帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)各種嘗試，也沒(méi)能成功買到想要的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，這更加堅(jiān)定了他們的決心：做自己的發(fā)動(dòng)機(jī)，越快越好。

“在意識(shí)到時(shí)間的緊迫性以后，團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)變非常大，”不善于表露情緒的張昌武提起這個(gè)轉(zhuǎn)變也禁不住使用了程度副詞，“一切都在加速進(jìn)行”。張昌武回憶，原來(lái)他們的液體發(fā)動(dòng)機(jī)團(tuán)隊(duì)只有兩三個(gè)人，負(fù)責(zé)前期技術(shù)儲(chǔ)備。2016年6月，藍(lán)箭開始急速布局液體發(fā)動(dòng)機(jī)研制團(tuán)隊(duì)，半年后，公司擁有了一個(gè)完整的液體發(fā)動(dòng)機(jī)團(tuán)隊(duì)。

“目前團(tuán)隊(duì)的核心成員大多有過(guò)非常多飛行型號(hào)的工程經(jīng)驗(yàn)，大家參與過(guò)的型號(hào)都是國(guó)內(nèi)乃至世界航天史上非常有分量的型號(hào)。”張昌武對(duì)藍(lán)箭的技術(shù)人才隊(duì)伍視若珍寶，“液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)超過(guò)40人，在目前液體發(fā)動(dòng)機(jī)的研制領(lǐng)域我們算是擁有一個(gè)非常豪華的配置。”

“小伙伴們”的一一就位是保證發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)可實(shí)現(xiàn)性的基礎(chǔ)，而為了生產(chǎn)出高質(zhì)量的發(fā)動(dòng)機(jī)，藍(lán)箭還面臨更多的挑戰(zhàn)——必須找到企業(yè)層面的“伙伴們”，連成一條“火箭生產(chǎn)”的上下游供應(yīng)鏈條，這個(gè)鏈條此前并不存在。

“聽起來(lái)是個(gè)不太靠譜的事情。”2016年下半年，張昌武經(jīng)常會(huì)和懷疑“撞個(gè)滿懷”，“我們要說(shuō)服他們，分三步說(shuō)服。”他不急不躁，不慌不忙，“首先端出態(tài)度：我們是認(rèn)真的；第二展示實(shí)力：我們有把握能夠做出來(lái)；第三發(fā)出邀請(qǐng)：將來(lái)我們能帶給他巨大的回報(bào)，例如他的產(chǎn)品也有機(jī)會(huì)進(jìn)入到航天的產(chǎn)品序列里面來(lái)。”

最后一條的吸引力異乎尋常。“航天品質(zhì)”的邀約讓一些單位說(shuō)“可以給你試一試”，“他們最開始半信半疑地參與，但隨著我們的產(chǎn)品一步步往前走，我們的實(shí)驗(yàn)有條不紊地往前推，我們?cè)诮涣鬟^(guò)程中體現(xiàn)出來(lái)的對(duì)產(chǎn)品的把握和認(rèn)知，產(chǎn)品從部組件到成型整機(jī)，大家越來(lái)越認(rèn)可。”張昌武說(shuō)，航天領(lǐng)域里最講究的是得有“真家伙”。

玩轉(zhuǎn)- 1 6 1？℃的冰與3？200？℃的火

“真家伙”不是天橋的把式，而是實(shí)在地“別人不能，我卻做到了”。這要從發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑選擇、技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式等多項(xiàng)創(chuàng)新說(shuō)起。

藍(lán)箭選擇研制液氧甲烷作為推進(jìn)劑的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。藍(lán)箭研發(fā)技術(shù)負(fù)責(zé)人蔚萊說(shuō)：“我們研究的氣液針?biāo)ㄊ絿娮⑵骷夹g(shù)可以說(shuō)是代表了業(yè)內(nèi)最前沿的探索，在液氧甲烷這種雙低溫推進(jìn)劑上應(yīng)用針?biāo)ㄊ絿娮⑵魇怯须y度的。”

多圈同軸噴嘴（俗稱花灑式）噴注器是國(guó)內(nèi)外液體發(fā)動(dòng)機(jī)使用的主流技術(shù)，通過(guò)將助燃劑（液氧）和推進(jìn)劑（甲烷）分散到幾百個(gè)“大管套小管”的小噴嘴中，將液氧甲烷霧化混合均勻，其生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高昂；而針?biāo)ㄊ絿娮⑵鳎恍枰粋€(gè)噴頭徑向噴注液氧，甲烷從旁邊豎著過(guò)來(lái)，兩者正交撞擊，達(dá)到最短時(shí)間實(shí)現(xiàn)均勻混合的目的。

“難就難在怎么匹配它，實(shí)現(xiàn)充分地霧化，充分地混合，充分地分散。”蔚萊用三個(gè)“充分”強(qiáng)調(diào)技術(shù)工藝要求的嚴(yán)苛性。

最驚心動(dòng)魄的環(huán)節(jié)在燃燒開始的兩三秒之內(nèi)。“燃燒室內(nèi)部瞬間達(dá)到3 200 ℃高溫，而壁外流過(guò)的甲烷是- 161 ℃，燃燒后的瞬間，因?yàn)楦邿崃繒?huì)導(dǎo)致夾套內(nèi)的甲烷氣化，但這兩三秒內(nèi)甲烷的相態(tài)卻是非常復(fù)雜的，存在氣液混合態(tài)。”蔚萊說(shuō)，這兩三秒之內(nèi)如果燃燒效率低，火箭推力不夠就無(wú)法起飛，如果混合不充分就容易造成局部燒穿，火箭發(fā)射將功敗垂成。

沒(méi)有理論就自己創(chuàng)造理論，沒(méi)有方法就自己創(chuàng)造方法，沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)就自己通過(guò)仿真去摸索經(jīng)驗(yàn)。藍(lán)箭團(tuán)隊(duì)面對(duì)的課題不但是沒(méi)有實(shí)踐先行者的課題，甚至是沒(méi)有透徹理論指導(dǎo)的領(lǐng)域，但是時(shí)間不允許他們等待理論大師的基礎(chǔ)研究突破。因此，他們直接從實(shí)踐到實(shí)踐地反復(fù)仿真、調(diào)試、驗(yàn)證。

在- 161 ℃的冰與3 200 ℃的火形成的夾縫中，在氣液混合噴注下，實(shí)現(xiàn)充分燃燒。這只是藍(lán)箭人在設(shè)計(jì)層面突破的五個(gè)關(guān)鍵技術(shù)之一。

無(wú)數(shù)次推倒重來(lái)、無(wú)數(shù)次參數(shù)的組合，在設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，藍(lán)箭的技術(shù)團(tuán)隊(duì)吃住在工作崗位上，發(fā)揮了航天人與生俱來(lái)的“死磕”精神，用時(shí)僅三個(gè)月，完成了方案的設(shè)計(jì)工作。

又用了三個(gè)月，藍(lán)箭團(tuán)隊(duì)完成了原理樣機(jī)的生產(chǎn)制造。“生產(chǎn)廠的工人休息的時(shí)候，我們自己的技術(shù)人員頂上去加班加點(diǎn)地干。”蔚萊說(shuō)，“別看這么小的一個(gè)東西，配合的生產(chǎn)廠家就有十五六家，我們?cè)诿恳粋€(gè)環(huán)節(jié)擠時(shí)間、搶時(shí)間、跟時(shí)間賽跑，終于在2017年年底前交上一份自己心里過(guò)得去的成績(jī)單。”

將技術(shù)民主進(jìn)行到底

“兩個(gè)人因?yàn)橐庖姴灰恢鲁车靡凰浚リP(guān)項(xiàng)目本來(lái)就沒(méi)有先例可循，各自難免認(rèn)為自己的方法是最優(yōu)解，就打到我這來(lái)了。”蔚萊回憶起一次技術(shù)爭(zhēng)端，“我就問(wèn)他們誰(shuí)的方法更安全，這個(gè)問(wèn)題他們看法一致了，指向同一個(gè)人，我就說(shuō)，那就先保障可靠，再一步一步地迭代，慢慢做到最優(yōu)。”

在藍(lán)箭，因?yàn)榧夹g(shù)方案上的意見相左而產(chǎn)生的辯論幾乎是家常便飯。“大家之前都是技術(shù)權(quán)威，可以很快地針對(duì)問(wèn)題達(dá)成技術(shù)上的共識(shí)，能夠迅速磨合，發(fā)揮合力。”張昌武說(shuō)，一個(gè)技術(shù)問(wèn)題可能在原來(lái)單位要花幾個(gè)月解決，但在這里可能幾個(gè)小時(shí)甚至幾分鐘就能解決。

能夠高效、集中地完成不可能任務(wù)，兩位帶頭人不約而同地將科研氛圍列為首要原因。技術(shù)民主是航天人的致勝法寶，在藍(lán)箭也不例外。

“我們的機(jī)構(gòu)設(shè)置比較扁平，減少了決策冗余，給科研人員充分的授權(quán)。”張昌武說(shuō)，可能一個(gè)轉(zhuǎn)身，兩個(gè)專業(yè)之間將問(wèn)題一溝通，一個(gè)涉及到兩個(gè)專業(yè)的問(wèn)題就解決了。

這樣的節(jié)奏正適合了當(dāng)下的市場(chǎng)“渴求”，與藍(lán)箭成立之初的2015年相比，衛(wèi)星發(fā)射需求呈現(xiàn)了爆炸式的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，然而，實(shí)際發(fā)射的效率并沒(méi)有提升，仍然處于一個(gè)“到處在找火箭”的狀態(tài)。

藍(lán)箭已經(jīng)與丹麥的企業(yè)簽署了對(duì)外發(fā)射服務(wù)的協(xié)議。市場(chǎng)等在那里，盡管整個(gè)中國(guó)民營(yíng)航天還處于1.0版本的前夜，但張昌武認(rèn)為，中國(guó)的民用航天領(lǐng)域正在蓄勢(shì)待發(fā)，證明自己能夠擁有飛出去的火箭。在藍(lán)箭之后，更多的民用火箭制造企業(yè)紛至沓來(lái)，實(shí)力派終將會(huì)脫穎而出。

“人類必將走入太空經(jīng)濟(jì)的時(shí)代，而一個(gè)時(shí)代的建立，是全民意義上的遍地開花，而不會(huì)是國(guó)家力量的一枝獨(dú)秀。”蔚萊說(shuō)。“l(fā)and your dream in space（在太空著陸你的夢(mèng)想）”是藍(lán)箭的信念，這其中的“你”，包含每個(gè)平凡的普通人，他說(shuō)：“希望我退休之前在藍(lán)箭能干成一件事情，就是把航天與公眾的交通銜接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)交通工具的第五次革命。”