科技日報記者 宗詩涵

最近這段時間，中國運載火箭技術研究院長征八號系列運載火箭總設計師宋征宇正忙著準備長征八號運載火箭（以下簡稱“長八”）新一輪的發射。

今年2月11日，長征八號甲火箭（以下簡稱“長八甲”）在商業航天領域交出亮眼答卷——將衛星互聯網低軌02組衛星送入太空。長八甲700公里太陽同步軌道運載能力達到7噸級，與長八基本型共同組成長八系列，有力提升了我國中低軌道衛星組網發射能力。

從攻克“大腦袋”火箭的飛行穩定性難題，到打造“7天發射、7天恢復”的高效模式，宋征宇帶領“國家隊”在商業航天賽道爭優創新。日前，他接受科技日報記者采訪，講述了長八系列背后的技術突破與團隊成長故事。

“首要解決飛行穩定性問題”

記者：長八甲有哪些突出特點？

宋征宇：長八甲是在長八的基礎上，針對未來中低軌道巨型星座組網發射需求改進研制而成，主要目標是降低單位質量入軌的綜合成本，實現高頻次發射。

在火箭構造中，芯一級通常是火箭的主要動力來源，提供強大的初始推力，使火箭升空；芯二級則在火箭飛行過程中繼續提供動力，提升火箭飛行速度，從而將有效載荷送入預定軌道。

長八甲沿用了長八的芯一級和助推器，芯二級則采用了新研制的3.35米直徑通用氫氧末級，并可根據需求選配5.2米或4.2米直徑整流罩。

初次發射時，長八甲采用被稱為“大腦袋”的5.2米直徑整流罩，芯二級為3.35米直徑通用氫氧末級，而長八芯二級直徑是3米。長八甲的“脖子”比長八的更粗了。“大腦袋”為衛星提供了更大的裝載空間，稍微加粗的“脖子”不僅讓火箭外觀更加美觀，還增加了液氫和液氧的裝載量，進一步提升了火箭的運載能力。

記者：長八甲的“大腦袋”會不會影響飛行穩定性？您和團隊如何解決這一問題？

宋征宇：采用5.2米直徑整流罩后，火箭的“腦袋”確實較大。長八甲“腦袋”整流罩與“脖子”末級的直徑比為1.55，該比值創長征系列火箭之最。這種特殊比例打破了傳統火箭的氣動布局平衡。“大腦袋”在高空風作用下容易晃動，而“脖子”難以有效緩沖和分散頭部晃動帶來的應力，可能引發結構破損，導致飛行任務失敗。因此，我們首要解決飛行穩定性問題。

起初，我們認為增強“脖子”的結構強度可以避免上述問題。不過，這會使二級結構自重增大，犧牲運載能力。

經過深入研究，我們發現如果讓火箭以迎風姿態飛行，可大幅降低氣流橫向剪切力。于是，我們創新提出了自主姿態調整策略：在飛行過程中，系統會主動控制火箭滾轉運動，使其整體平面迎風。同時，我們利用了長八甲的面對稱設計（兩側各捆綁一個助推器），通過兩側助推器的控制力來抵御風干擾。這些創新措施不僅解決了穩定性問題，還提高了火箭在惡劣天氣下的發射概率。

記者：在長八甲研制過程中，最難解決的問題是什么？

宋征宇：在研制過程中，最難解決的當屬天地一致性問題。由于地面實驗條件與飛行環境存在顯著差異，即便系統或部件順利通過地面實驗驗證，也無法保證其在真實飛行中能可靠工作。

以整流罩分離技術攻關為例。地面實驗受限于地球引力，通常只能在1個重力加速度條件下開展。為提升長八甲運載能力，我們創新設計了提前拋罩的飛行剖面，要求整流罩在接近4個重力加速度的大過載工況下分離。這種極端條件在地面難以精準模擬。

為解決這一問題，我們團隊首先通過力學分析建立整流罩分離的理論模型，精準識別影響天地差異的關鍵邊界條件；再將有限的地面實驗數據作為有效樣本，反向優化理論模型中的核心參數。

不過，更大的挑戰在于，大過載引發的不僅是量變，還有質變：當過載從1個重力加速度升至接近4個重力加速度，整流罩及連接結構承受的載荷呈幾何倍數增長，可能導致火箭結構變形超出預期，甚至威脅分離安全性。而這些非線性變形效應，難以通過地面實驗完全復現。

這一困境，是我們面臨的眾多技術挑戰的縮影。在長八甲的創新技術體系中，約70%的新技術可通過地面實驗充分驗證，而剩余30%的新技術只能在首次飛行中驗證。這對我們團隊的風險預判與過程把控能力提出了極高的要求。

“‘優等生’核心特質是可靠”

記者：2月11日長八甲首飛，拉開了長八系列高密度發射的序幕。未來，您和團隊有什么規劃或目標？

宋征宇：今年，長八系列計劃執行10余次發射任務。同時，我們將打造“7天發射、7天恢復”的高效運作模式，以提升商業發射服務的競爭力。為實現這一目標，我們在海南商業航天發射場附近建設了總裝總測廠房。火箭在完成總裝和總測后，能夠直接從總裝廠進入發射場，并直接進入發射區，真正實現“進場即發射”，顯著提升了發射效率。

此外，我們希望通過發射長八系列火箭，進一步優化通用氫氧末級，提升火箭運載效率。例如，我們將采用淺箱啟動和長時間滑行技術，再利用地球引力，實現最優的軌道轉移。我們希望利用長八系列火箭發射的契機，突破這一關鍵技術，提升火箭的運載能力。

記者：您提到的這些規劃對長八系列發展至關重要，想要實現它們，離不開發射場這一關鍵基礎設施。長八已在海南商業發射場一號工位完成首飛。圍繞新的發射場和發射塔架，團隊做了哪些工作？

宋征宇：一號工位是專門為長八系列量身打造的。這個工位采用了模塊化鋼結構設計，將傳統地下導流槽改成地面導流錐，通過雙向地面排導和噴水系統，實現降溫降噪。這種設計不僅節省大量建設經費，而且使發射后恢復周期從原來的3周至4周縮短為7天。

為滿足商業航天快速響應的需求，我們突破性采用了“新三垂測發模式”。簡單來說，這一模式就是把箭體分段垂直轉運，芯一級和助推組合體、芯二級、星罩組合體分別通過公路運輸到發射區后完成總裝。該模式縮短了發射區的工作時間，大幅降低了轉運車輛的運輸成本。

記者：長八系列具有3A“優等生”特點——值得信賴（Assured）、負擔得起（Affordable）和適應性強（Adaptable）。為了讓“優等生”保持優勢，您和團隊還將進行哪些嘗試？

宋征宇：我認為“優等生”核心特質是可靠——讓用戶信賴。為提升火箭可靠性，我們主要采取以下措施：一是采用以成熟技術為核心、以快速迭代為輔助的研發模式；二是在設計過程中預留彈性空間，為潛在風險做充分準備，最大程度保障發射任務的順利完成。除此之外，我們還加強了可制造性設計，去除一些操作難度大、制造工藝復雜的環節，使制造過程更可控、產品一致性更好。

“呵護年輕人的新想法”

記者：長八系列的研發，離不開一支具有極強戰斗力的團隊。您可否介紹下這支團隊？您最初是怎么組建起這支隊伍的？

宋征宇：在最初組建長八研發團隊時，我們主要從兩支隊伍——長征七號運載火箭研發團隊和長征二號丙運載火箭研發團隊中選拔了一批有闖勁的年輕人，平均年齡在35歲以下。

記者：在火箭研發過程中，創新思維至關重要。請問您是如何培養具有創新思維的年輕科研人員？

宋征宇：我認為每位青年科研人員都具備創新精神，但要將創新真正落到實處，關鍵在于呵護年輕人的新想法。當他們提出新想法時，團隊負責人最初可能會擔心風險，害怕麻煩。如果總表現出這種傾向，年輕人可能會因為害怕風險而退縮。

因此，團隊負責人首先要有擔當精神，積極鼓勵年輕人。具體來說，一方面要呵護他們的新想法，另一方面要采取有效的風險控制手段，不能把所有壓力都壓在年輕人身上。當他們提出的方案得到認可后，在實施過程中，要請相關技術專家來把關。

以長八甲整流罩倒錐段結構研制為例。長八甲的整流罩直徑為5.2米，芯二級直徑是3.35米，需要通過倒錐段實現雙直徑過渡。在火箭上升段飛行過程中，倒錐段要承受拉壓載荷和彎矩載荷等力學作用，結構完整性直接關系飛行任務成敗。因此，倒錐段結構設計需兼顧載荷承受能力與輕量化需求，通過精細化力學分析與結構優化，確保其在極端工況下不發生破損。

在倒錐段結構研制中，我們團隊的結構設計師提出了一種通過適當變形和滑動機制緩解外部載荷的承載方案。在首次驗證該方案時，由于部件生產制造出現偏差，方案未達到預期效果。當時，我覺得這個方案不太可靠，傾向改用更傳統的鎖緊方案。這種傳統方案雖技術成熟，但會增加火箭重量以及控制裝置復雜度。

然而，年輕的結構設計人員認為我提出的方案太保守，堅持優化原方案，強調只要控制好制造偏差就能夠保證可靠性。我雖然對此方案持保留意見，但這種主動承擔風險的擔當精神讓我深受觸動。后續一系列實驗成功后，我最終認可了創新方案。

記者：請您結合自身成長經歷，給年輕的航天人一些建議。

宋征宇：我認為，首先是要勇于探索——不要過早被各種設計準則和規范所束縛。這些標準雖然是前人經驗的結晶，但也可能在一定程度上限制思維。我們應以實踐為基石，在理解規范底層邏輯的前提下，進行有益的改革創新。如果標準規范束縛了我們的手腳，反而會起到負面作用。

其次，年輕人要放眼長遠，不要被眼前的利益所迷惑。唯有在某個專業領域深耕細作，其職業生涯才會長久。部分年輕人可能會因為同齡人在其他崗位快速進步，產生思想波動和崗位調整的沖動。其實，從長遠來看，職業發展是一場長跑，比拼的不是一時的速度，而是持續積累的耐力。

（科技日報記者付毅飛對本文亦有貢獻）

【記者手記】

捕捉宋征宇的身影，如同追趕一枚飛向云端的火箭。

在發射場震耳的轟鳴與研究院靜謐的走廊之間，他的日程被精確切割成分秒。當記者在會議室外“攔截”宋征宇時，他剛結束一場技術研討會。

宋征宇帶記者來到辦公室，準備詳談。剛關上門，便有人進來遞上待簽的文件。他保溫杯里的茶早已涼透，辦公桌上擺放著攤開的發射流程圖。

宋征宇的征途始于1995年。當同齡人還在摸索職場方向時，宋征宇已投身長征二號F火箭的研發工作。

2017年，宋征宇扛起長征八號總設計師重任。當年，在海南東郊椰林中刻下C8工位標記的青年，如今站在親手規劃的發射塔架前，見證長八甲刺破長空，將商業航天的星鏈鋪向天宇。

采訪中，宋征宇談的不僅是技術攻堅，還有對創新的守護：當年輕的設計師堅持用新方案挑戰傳統時，他以擔當為盾牌，護佑新芽破土。

宋征宇回憶，當他深夜在總裝廠房調試電靜壓伺服系統時，年輕的工程師會悄悄在他工位放上溫熱的咖啡——這是兩代航天人無需言說的默契。

“每當看到火箭尾焰照亮海南上空，我感覺一切付出都是值得的。”宋征宇說這話時，眼中閃著光。這光不僅屬于他，更屬于背后無數默默擰緊螺釘、校驗數據的航天人。當長八系列呼嘯升空，我們看到的不僅是一枚枚火箭，更是一個民族將星河夢想寫入商業篇章的壯闊宣言。而宋征宇，正是執筆人之一。