從“三垂一遠(yuǎn)”發(fā)射系統(tǒng)認(rèn)識“箭”無虛發(fā)的徐克俊將軍

矢不虛發(fā)、弦無虛發(fā)、彈無虛發(fā)、百步穿楊、百不失一、百發(fā)百中……

作為中國人，對以上成語肯定都不陌生。人類自從有了狩獵工具和戰(zhàn)爭的武器，不論是石鏃、銅鏃、強弩還是槍炮，命中目標(biāo)都是技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵。新中國建立以來，我們從零起步靠獨立自主、自力更生的創(chuàng)新精神，完成了“兩彈一星”、“載人航天”等諸多讓世人矚目的科技創(chuàng)新工程?！?021中國的航天》白皮書介紹自2016年以來，我國在航天領(lǐng)域的重大工程和科學(xué)應(yīng)用等方面取得的豐碩成果，2016年至2021年12月，共實施207次發(fā)射，長征火箭發(fā)射成功率96.7%。那么中國的航天有什么特殊創(chuàng)新技術(shù)才有如此高的發(fā)射成功率呢？

1960年代末，被譽為俄羅斯“民族英雄”的蘇聯(lián)航天發(fā)射場專家巴爾明指出：一個國家如果沒有先進的航天發(fā)射場，就不可能發(fā)展航天!而航天發(fā)射場是導(dǎo)彈航天器研制過程中最為重要的環(huán)節(jié)之一，是進行各種導(dǎo)彈、火箭、衛(wèi)星、飛船等發(fā)射試驗的基礎(chǔ)設(shè)施。幾十年來，從中國第一顆國產(chǎn)導(dǎo)彈的升空，到成功實現(xiàn)“兩彈結(jié)合”試驗；從第一顆“東方紅”衛(wèi)星發(fā)射，到第一艘“神舟”飛船問鼎蒼穹，中國航天寫下了中華民族振興史上最輝煌的篇章，奠定了共和國20世紀(jì)舉足輕重的國際地位，也使得中國在世界高科技領(lǐng)域占有了一席之地!

轟轟烈烈的中國航天，向世人展示了“科技強國”的輝煌之路，也讓中華民族從此挺直了腰桿，驕傲地屹立于世界民族之林!讓所有中國人都知道了中華民族手中已經(jīng)掌握了導(dǎo)彈、火箭、衛(wèi)星和飛船，為人類貢獻(xiàn)出了一大批功勛卓著的航天產(chǎn)品設(shè)計專家、航天產(chǎn)品應(yīng)用專家。然而，在這個位于高科技前沿的航天專家隊伍里面，有一個至關(guān)重要的分隊---導(dǎo)彈航天發(fā)射試驗技術(shù)專家，卻鮮為人知! 今天，我們共同走近一位享譽“箭”無虛發(fā)的徐克俊將軍和他擔(dān)任總指揮的“三垂一遠(yuǎn)”發(fā)射系統(tǒng)。

時間回到2004年3月底，2003年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會在北京隆重召開。我?guī)е吨袊萍吉剟睢冯s志采訪報道組與所有獲獎代表和工作人員一起入住北京友誼賓館住會采訪獲獎科學(xué)家，解放軍總裝備部的“中國載人航天工程”獲得當(dāng)年科技進步特等獎，王永志等25位科技工作者代表載人航工程全體人員參加了頒獎大會，我們采訪了載人航天工程首任總設(shè)計師王永志院士、飛船總設(shè)計師戚發(fā)軔院士等大部分獲獎人員，其中就有中國載人航天發(fā)射場總指揮徐克俊將軍。

（2004年3月，在北京友誼賓館采訪拍攝徐克俊將軍并在《中國科技獎勵》雜志發(fā)表，攝影：余武隆）

在獲獎代表駐地，賓館客房雖然顯得狹小，但是采訪隨著徐將軍的娓娓道來、令人振奮的載人航天發(fā)射的故事，我們仿佛已置身于遼闊沙漠中的酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心載人航天工程的發(fā)射現(xiàn)場。

“航天是高科技的皇冠，載人航天就是這皇冠上的明珠?！必?fù)責(zé) “神舟五號”飛船發(fā)射的徐克俊將軍對中國發(fā)展載人航天的意義有著自己獨到的見解，認(rèn)為載人航天是“現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的最高標(biāo)志之一”。他介紹，我國的載人航天起步于上個世紀(jì)的九十年代初，當(dāng)時國家的經(jīng)濟實力遠(yuǎn)非現(xiàn)在可比。在科研資金嚴(yán)重短缺的情況下，廣大科研人員發(fā)揚“兩彈一星精神”，走自己的路，艱苦奮斗，團結(jié)拼搏，用一元人民幣辦出航天大國用一美元辦的事。

徐將軍無比自豪地告訴我們：“我們沒有沿用美國的模式搞登月、航天飛機，也不能像蘇聯(lián)那樣搞大的空間站，因為技術(shù)、資金都不允許?！泵绹愫教祜w機本來是為了經(jīng)濟實惠，可實際上它往返一次到再升空所付出的代價10倍于發(fā)射一次飛船，且危險系數(shù)大。我國立足國情決定研發(fā)宇宙飛船，先解決好天地往返問題，為進一步建空間站和深空探測打下牢固的基礎(chǔ)。然而，要完成載人航天，具體到發(fā)射場系統(tǒng)同樣面臨有效利用有限的資金和資源等諸多問題。飛船從哪個發(fā)射場發(fā)射？要不要新建發(fā)射場區(qū)？是采用傳統(tǒng)的上架模式，還是采用自主創(chuàng)新的 “三垂”模式？徐將軍講起關(guān)于發(fā)射場選址、發(fā)射方式選定等無數(shù)難忘的一幕幕，如數(shù)家珍、引人入勝。

載人航天發(fā)射場的場址選擇，要考慮地理位置、地形地貌、氣象條件、火箭航區(qū)測量、安全救生、火箭助推器及一級落點以及交通運輸、通訊保障、社會依托等因素，同時還要考慮經(jīng)濟性（如移民征地）、環(huán)境保護、后續(xù)任務(wù)發(fā)展等，這個問題在概念論證階段已做了大量工作，取得了共識?？尚行哉撟C中再次進行了論證比較，結(jié)論仍認(rèn)為選擇酒泉發(fā)射場作為載人航天發(fā)射場是適宜的。

到底建一個什么樣的發(fā)射場，成了發(fā)射場系統(tǒng)論證和設(shè)計的焦點。作為七大系統(tǒng)之一的“發(fā)射場系統(tǒng)”---中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，也迎來了極大的機遇和挑戰(zhàn)。作為載人航天發(fā)射場總體技術(shù)方案論證的主要參與者，徐克俊和同事們早就開始了對中國載人航天發(fā)射場建設(shè)的研究。中國載人航天工程的任何一個系統(tǒng)設(shè)計，首先必須考慮到中國的經(jīng)濟基礎(chǔ)、技術(shù)水平和基礎(chǔ)工業(yè)狀況！怎么樣才能達(dá)到兩者統(tǒng)一，既符合中國國情，又不失先進？徐克俊和同事們一起，找來許多有關(guān)航天發(fā)射場的資料，結(jié)合多年來的發(fā)射經(jīng)驗，看資料、畫圖紙，一邊研究，一邊琢磨。他們想，如果飛船、火箭能夠在技術(shù)區(qū)就進行垂直總裝、垂直測試，測試完就是發(fā)射狀態(tài)，再直接把飛船、火箭組合體垂直轉(zhuǎn)運到發(fā)射區(qū)，進行簡單的測試就可以實施發(fā)射，快速便捷!另外，發(fā)射時實行遠(yuǎn)距離控制，就可以確保技術(shù)區(qū)人員和設(shè)備安全。

（酒泉發(fā)射場，網(wǎng)絡(luò)圖片）

但是，“三垂一遠(yuǎn)”不是隨隨便便就可以實現(xiàn)的!要進行“垂直總裝、垂直測試”，必須要有足夠高的垂直總裝測試廠房。要實現(xiàn)“垂直整體轉(zhuǎn)運”，必須要有足夠高的廠房大門，有足夠先進的垂直轉(zhuǎn)運車，這些都需要很大的投資才能實現(xiàn)！

其實“三垂一遠(yuǎn)”并不是中國的發(fā)明，俄羅斯有“水平整體模式”：水平狀態(tài)下整體總裝、整體測試、整體起豎；美國有“固定模式”，也有垂直整體轉(zhuǎn)運模式，但耗資巨大，技術(shù)復(fù)雜，僅一臺垂直轉(zhuǎn)運車就耗資2億多美元！

徐克俊與論證小組的同志們，以及航天部門、原國防科工委總體研究設(shè)計所等單位的專家一起研究，圍繞“三垂”模式，先從總裝測試工位入手，解決垂直總裝和垂直測試問題。美國“阿波羅”飛船發(fā)射場有四個總裝測試工位，我們有兩個就夠。高度也不必像他們建160多米，有90多米就夠用。另外，在戈壁灘上，垂直測試廠房不用搞鋼結(jié)構(gòu)，鋼筋水泥就可以滿足設(shè)計要求，而且穩(wěn)定性、密封性好。其次是垂直轉(zhuǎn)運車，美國用龐大的履帶車，平穩(wěn)，減震好，能夠攜帶臍帶塔、前置設(shè)備和沉重的地面電源。我們可以用輕型鐵軌轉(zhuǎn)運車，不帶前置設(shè)備，不搞懸掛，不搞減震裝置，電車驅(qū)動，簡單實用，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)“垂直轉(zhuǎn)運”。

絞盡腦汁，技術(shù)難度、經(jīng)費都降下來了，解決關(guān)鍵技術(shù)的路徑也找到了，總體技術(shù)方案和論證報告交出來，還是沒有通過。不是技術(shù)不先進，而是人們擔(dān)心技術(shù)進步會耗資過大。發(fā)射場論證主管部門又召開交流會，徐克俊匯報了“載人航天發(fā)射場測試發(fā)射工藝流程設(shè)計方案”的報告，飛船系統(tǒng)、火箭系統(tǒng)此時也支持發(fā)射場總體技術(shù)方案。至此，中國載人航天發(fā)射場“三垂一遠(yuǎn)”的技術(shù)方案得到了各大系統(tǒng)的共識。

徐克俊認(rèn)為：中國是一個航天大國，在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，我們應(yīng)該具備世界一流的航天發(fā)射能力，應(yīng)該具備世界一流的航天發(fā)射場!為此他專門撰寫了一篇題為《中國未來航天發(fā)射場應(yīng)該具有的兩大技術(shù)進步特點》的論文，發(fā)表在《載人航天》雜志上。錢學(xué)森在關(guān)注著中國載人航天發(fā)射場的建設(shè)。對載人航天情有獨鐘的錢學(xué)森看過這篇論文后深有感觸，親筆給原國防科工委機關(guān)寫了一封信說：“對于正在建設(shè)中的中國載人航天工程，徐克俊同志的文章就很有用……”

錢學(xué)森同志充分肯定了中國載人航天發(fā)射場總體技術(shù)方案，中國新建的載人航天發(fā)射場應(yīng)該具有中國特色的技術(shù)進步。在中央的支持下，原國防科工委領(lǐng)導(dǎo)果斷做出了決策。

（文昌發(fā)射場 網(wǎng)絡(luò)圖片）

“三垂一遠(yuǎn)”實現(xiàn)了！中國載人航天發(fā)射場步入了世界先進行列！

載人航天工程最大的特點就是高可靠性和高安全性。航天員的安全性要求是0.997,產(chǎn)品可靠性要求是0.97。對于高風(fēng)險的航天發(fā)射來說，怎樣去保證這么高的安全系數(shù)，成了逃逸救生系統(tǒng)的一根硬骨頭。

點火是發(fā)射過程中最危險的環(huán)節(jié)，因此“待發(fā)段”應(yīng)急救生難度高，技術(shù)復(fù)雜。1995年起，徐克俊牽頭擔(dān)負(fù)起發(fā)射場待發(fā)段應(yīng)急救生系統(tǒng)的論證和研制。這個項目直接關(guān)系到航天員的生命安全?！按l(fā)段”應(yīng)急救生最主要的就是總體技術(shù)，也就是如何識別危險、如何決策、如何進行指揮控制的依據(jù)，不同的時段需要采取不同的救生方法。因為自動測試易受干擾等缺陷，無法準(zhǔn)確辨明故障現(xiàn)象，給待發(fā)段逃逸救生帶來了很大的難度。徐克俊憑借自己豐富的工作經(jīng)驗和堅實的理論基礎(chǔ)，最終探索出了“光學(xué)信息實時檢測法”，可以在幾十毫秒內(nèi)準(zhǔn)確、快速地檢測火箭傾倒信息，及時傳送到地面逃逸指揮控制臺進行判斷。

同時，他對地面的計算機智能化決策技術(shù)也進行了大量的研究和開發(fā)，能夠在2秒內(nèi)實時做出推理決策，對逃逸指揮控制臺進行了周密的安全性、可靠性設(shè)計，滿足了總體技術(shù)要求，為航天員待發(fā)段逃逸救生提供了可靠的保證。中國自主研制開發(fā)的發(fā)射場逃逸救生系統(tǒng)技術(shù)先進、安全可靠性高，達(dá)到了世界先進水平。

年過花甲的徐克俊老先生面對記者百感交集，“我到發(fā)射中心工作有三十多年了，人一生也干不了幾件事”。他為自己能親歷共和國航天事業(yè)發(fā)展中的大事而慶幸，更為自己能夠參與中國載人航天的全過程——從開始的論證、設(shè)計，直到發(fā)射而自豪：“這樣的機會實在是千載難得！”

（2004年3月底在北京，徐克俊將軍接受《中國科技獎勵》雜志采訪并與余武隆等合影留念）

如今，中國載人航天工程取得了舉世矚目的驕人成績，從酒泉發(fā)射場的“三垂一遠(yuǎn)”到文昌發(fā)射場的“新三垂一遠(yuǎn)”，從神舟一號到神舟十三號，中國神箭一次次發(fā)射成功，我國的載人航天事業(yè)從勝利走向不斷勝利！

作者：中國科普作家協(xié)會會員 余武隆

說明：本文部分資料來源于中國載人航天工程首任總設(shè)計師《搏擊天穹 王永志》和網(wǎng)絡(luò)報道

附一：徐克俊將軍背景資料

徐克俊， 男，1943年出生，武漢市武昌區(qū)喻家湖人，畢業(yè)于北京理工大學(xué)，高級工程師。曾參加我國洲際運載火箭、人造衛(wèi)星和導(dǎo)彈的發(fā)射，參與組織指揮我國洲際運載火箭、人造地球衛(wèi)星、導(dǎo)彈的研制、定型飛行和“神舟”號飛船發(fā)射等國家級試驗100余次，獲部級科技成果獎10項。作為中國載人航天發(fā)射場總設(shè)計師、中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心原副總工程師、神舟七號載人飛行任務(wù)質(zhì)量控制組顧問，他設(shè)計的“三垂一遠(yuǎn)”發(fā)射模式，讓長期以來處于從屬地位的發(fā)射系統(tǒng)，成為與飛船、火箭并列的系統(tǒng)。少將軍銜。

年輕時候的徐克俊就不那么浪漫，1967年9月，徐克俊從北京工業(yè)學(xué)院（現(xiàn)北京理工大學(xué)）畢業(yè)，1968年來到了地處巴丹吉林大漠深處的中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，那時初創(chuàng)不久的發(fā)射中心，舉目四望視線所及是茫茫無際的巴丹吉林沙漠，面對洪荒，他居然從來未曾彷徨和動搖過。他慶幸自己來到了這個中國組建最早、任務(wù)最重、技術(shù)最先進，承擔(dān)中國航天發(fā)射史上歷次重大試驗首飛任務(wù)的航天基地，他被分配到第一試驗部，從事導(dǎo)彈、衛(wèi)星的發(fā)射試驗工作，從此便走向了轟轟烈烈的中國航天事業(yè)！

第一次走進軍營，徐克俊穿上軍裝還帶著一股子學(xué)生氣，對什么都要較個牛勁。

去航天產(chǎn)品研究院和生產(chǎn)工廠跟蹤產(chǎn)品研制，產(chǎn)品進場發(fā)射，都成了他學(xué)習(xí)的極好機會，虛心向設(shè)計專家學(xué)習(xí)，搜集資料。他對自己要求很嚴(yán)，別人弄個八分懂，他卻要舉一反三，把設(shè)備原理“玩透”。他對待什么都很仔細(xì)，就連人家打印過的一些試驗數(shù)據(jù)資料，也不放過。

在別人眼里，那只是一些枯燥的數(shù)字。但在徐克俊眼里，那是理論與實踐結(jié)合的結(jié)晶！他一邊計算，一邊對照，花了整整一天的時間。后來發(fā)現(xiàn)一個設(shè)計參數(shù)與計算結(jié)果不符，就找產(chǎn)品設(shè)計專家問個究竟。他這一問不要緊，原來是一個參數(shù)換算時弄錯了，大家都沒有發(fā)現(xiàn)那個隱藏在“數(shù)據(jù)海洋”里的設(shè)計誤差！

由于多年的辛勞，徐克俊的臉被大漠驕陽烤黑了，背也過早地駝了，不過，在為質(zhì)量發(fā)生爭執(zhí)的時候，他向前探出的上身很自然地就有了一種質(zhì)疑和挑戰(zhàn)的態(tài)勢，在事關(guān)航天發(fā)射安全的問題上他不管別人是否接受，決不通融，決不含含糊糊?！吧裰邸币惶栔了奶栵w船發(fā)射期間，他擔(dān)任中國載人航天發(fā)射場系統(tǒng)總設(shè)計師，兼任發(fā)射場質(zhì)量控制組組長。在產(chǎn)品質(zhì)量把關(guān)上，他是出了名的，技術(shù)問題上六親不認(rèn)，只爭一件事：工作正常！大到影響任務(wù)進度，小到一個螺絲釘，只要是故障就咬住不放，必須解決！“神舟”一號任務(wù)期間，飛船因故障需要開大底。因為故障儀器有備份，加之開飛船大底是一件非常冒險的事，風(fēng)險極大，許多人都持反對意見。但他仍然堅持要開。最后還是冒著極大的風(fēng)險開飛船大底解決了故障，保證了發(fā)射的成功。在經(jīng)歷的上百次航天發(fā)射中，他找出并參與排除了數(shù)十次重大故障隱患，解決了許許多多技術(shù)難題，為一次次試驗的成功掃清了障礙，為中國航天發(fā)射試驗做出了重大貢獻(xiàn)。作為中國載人航天工程發(fā)射場總設(shè)計師，發(fā)射場質(zhì)量控制組組長，他就是設(shè)在發(fā)射場的一道“質(zhì)量關(guān)卡”，什么問題都逃不過他的眼睛，真正“一夫當(dāng)關(guān)，萬夫莫開”，大家有口皆碑，許多研制試驗的總設(shè)計師和老專家們不得不佩服。中國載人航天工程總設(shè)計師王永志院士提起徐克俊，總是豎起大拇指：查找故障，老徐行！

附二：名詞解釋“三垂一遠(yuǎn)”

“三垂一遠(yuǎn)”指的是垂直組裝、垂直測試、垂直轉(zhuǎn)運、遠(yuǎn)距離發(fā)射，我國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心執(zhí)行載人航天任務(wù)的長征2號F型火箭就已經(jīng)實現(xiàn)上述測發(fā)模式。

文昌航天發(fā)射場由于特殊的氣候環(huán)境需要更短的射前準(zhǔn)備時間，因此在原有“三垂一遠(yuǎn)”基礎(chǔ)上又創(chuàng)新了在垂直轉(zhuǎn)運過程中氣電液接口不斷開，從而省去了在發(fā)射塔架中的重新測試，進一步縮短射前準(zhǔn)備時間至3天，所以文昌發(fā)射場的“三垂一遠(yuǎn)”也被稱為“新三垂一遠(yuǎn)”。