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俄罗斯“安加拉”火箭研制应用问题综合分析

2020-07-20吴小宁唐海红张秀刚

国际太空 2020年6期
关键词:发射场卢布火箭

吴小宁 唐海红 张秀刚

(1北京航天长征科技信息研究所 2北京航天自动控制研究所 3北京电子工程总体研究所)

本文对俄罗斯“安加拉”火箭研制和飞行试验中存在的延迟和滞后问题进行了深入研究,指出研制前期面临的主要问题是经费不足,后期飞行试验常态化延迟的主要原因则是生产制造环节和发射场建设上出现了问题。最后,从上层决策、领导干部和高级专家技工等方面,对俄罗斯航天工业的整个管理现状进行了分析。

1 引言

安加拉-1.2演示箭安装于普列谢茨克发射场的发射台上(2014-03-25)

“安加拉”(Angara)火箭是俄罗斯20世纪90年代开始研制的新一代火箭,用于替换绝大多数俄罗斯在役火箭,是俄罗斯重新集结因苏联解体遭到重创的航天工业,重振昔日雄风的支柱性火箭。截至2020年1月6日,研制“安加拉”火箭的俄罗斯总统令下达已经满25年。虽然“安加拉”曾被预计成为俄罗斯21世纪的主要运载工具,但在1/4的世纪里,俄罗斯航天工业没能做好该火箭的批产和应用工作。其中,经费不足是影响“安加拉”火箭研制的主要因素;在安加拉-1.2轻型和安加拉-A5大型火箭成功完成首飞后,不尽合理的管理决策和技术决策成为制约“安加拉”火箭的首要因素。

2 研制经费断断续续

“安加拉”项目启动之初,虽然俄罗斯政府层面批准了拨款,但项目没能开始实质性工作。因为经费严重不足,竞标成功的赫鲁尼切夫国家航天科研生产中心多年来只能“在纸面上”完善“安加拉”火箭结构,没能开始工程研制进程。

俄航天经费总体状况

苏联解体后的20世纪90年代初期和中期,俄罗斯政府的航天财政投入几乎降为0,直到近2010年时才有所缓解。最大额预算稳定于2013-2014年。但之后俄联邦航天大纲预算被大幅缩减。联邦航天大纲中建设发射场预算最初计划拨款750亿卢布,被削减后的拨款总数变为550亿卢布,之后又减为340亿卢布。这对俄航天工业是最沉重的打击。

安加拉的经费投入

“安加拉”火箭的研制因经费不足受到很大牵制,组部件的研制进度和计划是在断断续续的拨款情况下推动的。1995-1996年只有国防部拨款,1997年是国防部和航天局拨款。从1998年起两方的财政拨款都变得断断续续,国防部原定9.9千万卢布的拨款只给了6.5千万卢布;航天局则拨款为零。一年之后还是同样情况,国防部原定1.15亿卢布的拨款只给了1百万卢布,航天局仍然为零拨款。2000年,国防部原定1.15亿卢布的拨款给了4.83千万卢布,航天局再次是零拨款。直到2005年,实际拨款额也只为全部预算的4%。

3 飞行试验中断的原因

2008年11月30日,俄罗斯1656号总统令确定了“安加拉”火箭在2010-2011年的飞行试验进度和随后的应用情况。但飞行试验工作在2014年才得以开展。2014年底,俄罗斯成功完成“安加拉”轻型、大型火箭的首飞,标志着已经正式拥有这两型火箭,但是之后发射应用就停止了。有两个主要的原因:一是由于生产场地由莫斯科转到奥姆斯克,使得火箭生产乃至赫鲁尼切夫国家航天科研生产中心的工作出现问题;二是东方发射场发射“安加拉”火箭的匹配设施还没有建好。

安加拉-A5火箭在普列谢茨克发射场(2014-12-20)

生产场地的转换

俄罗斯将“安加拉”火箭已经就绪的生产制造场地从莫斯科快速转到奥姆斯克,面临很大的风险,一般是在极端情况下才采取的措施。直至今天,俄罗斯国内还在质疑生产场地转换的必要性。

“安加拉”火箭生产地转到奥姆斯克后,赫鲁尼切夫国家航天科研生产中心的完整生产周期遭到破坏,中心以优化生产的名义大量裁减熟练工人,生产联系遭受了动摇和破坏。生产位置的变换给赫鲁尼切夫的实验设计工作造成很大困扰,这些影响甚至还表现在几十年来已经就绪的“质子”火箭的生产和发射上,因生产和发射工序造成的质量问题层出不穷。

将火箭的生产制造急转到一个场地没准备好且人员没有经验的地方,花销非常大。奥姆斯克飞行厂没有采取渐进式阶段性掌握“安加拉”火箭批生产的举措,而是启动了一种超级花钱的模式。在能力改进第一阶段就花费7亿卢布,仅一个电镀车间就花费2.5亿卢布;第二阶段则花了10亿卢布,且这一过程还没有结束。但这不仅没有带来期待的效果,反而是“安加拉”火箭的生产日期及批产启动常态化延迟。

东方发射场

2014年,安加拉-1.2和安加拉-A5的飞行试验是从普列谢茨克发射场发射的,现俄罗斯在建的东方发射场还不能马上承担“安加拉”火箭的发射任务。

俄罗斯航天国家集团(ROSCOSMOS)曾经许诺,2022年左右建成“安加拉”火箭发射台,但这个时间点还是引起普遍怀疑。已经正常运转的普列谢茨克发射场在建设“安加拉”发射系统时花费了8年的时间和24.8亿卢布的经费。即使是在军方领导整个过程的情况下,也发生了重大事故和中断情况。据估计,东方发射场建造“安加拉”发射系统的经费数目要比普列谢茨克发射场大的多,约为300亿卢布,在施工进度上,滞后拖延成为常态。在建设初期,分包商已经制造出163个刑事案件,直至今天,俄罗斯也没有完全掌握好东方发射场的建设节奏。

4 系列效应

根据俄罗斯国家装备大纲,到2020年“安加拉”系列火箭应该完成包括轻型、中型和大型火箭在内的18次发射,预算拨款47.6亿卢布。但如今“安加拉”火箭的装配速度和品质存在着不小的问题,导致其各型火箭的发射应用开展得磕磕绊绊。且2015-2018年,即使拨款充足,包括新技术、新方案和新材料在内的技术完善工作也均没能完成。

轻型、大型火箭订购合同被解除

2019年,俄罗斯国防部表示拒绝接受延迟一年半才制造好且有生产缺陷的第2枚安加拉-A5大型火箭。按照俄罗斯副总理尤里·鲍里索夫的话说,“火箭不符合主要订购方即国防部提出的要求”。而且目前正在进行的第三枚安加拉-A5火箭的制造工作也已逾期,火箭初定完工期限为2018年。

轻型火箭直到现在还处于生产过程当中。在俄罗斯国家装备大纲中,安加拉-1.2轻型火箭试验设计工作的预算资金是充足的,但到2017年设计工作还没有结束,飞行试验甚至都没有开始。2019年11月发生了合同解除事件,即俄罗斯航天国家集团突然解除与赫鲁尼切夫中心2亿卢布的安加拉-1.2火箭的生产合同,“信使”(Gonets)卫星的发射任务被“联盟”火箭所取代。这可能进一步证明轻型火箭的生产存在着问题,存在不能按期完成任务的风险。

中型火箭被联盟-5取代

联盟-5是近2年俄罗斯航天国家集团重点推介的一型火箭,被俄罗斯政府视为近期航天重点项目之一。2019年4月,俄罗斯航天国家集团以联盟-5项目为由正式拒绝研制安加拉-А3中型火箭,解释为联盟-5火箭也具有同样的运载能力,认为备份运载能力是不明智的。

5 俄罗斯航天的管理问题

“安加拉”项目研制停滞不前的主要问题是经费不足,首飞成功后生产制造和发射场工程延迟是影响火箭开展飞行试验的原因,但是近5年来,俄罗斯航天的管理问题也变得越来越突出,国家层面及赫鲁尼切夫国家航天中心等重要航天企业都存在着不小的管理问题,特别是20世纪90年代中末期,其管理问题在很大程度上是人为制造出来的。例如,俄罗斯国家层面对航天干部采取全面调整的管理策略,意图寻找通向航天工业有效工作的钥匙,但收效甚微,起到了消极作用,甚至影响了赫鲁尼切夫航天科研中心、能源航天集团等企业的良性发展,破坏了“安加拉”火箭等型号任务的应用研制秩序。

决策规划层面的专业性不足

苏联解体后的一段时间里,俄罗斯航天管理者总是试图像管理其他经济部门那样管理航天工业。但航天工业有自己的特别之处,很难服从于其他行业的工作规则和原理。从金融观点看,航天工业整体上不采用标准经济方框图和能够追踪失利的组织结论。准确来说,航天工业的利润存在于发射服务、航天通信服务等有限的领域。空间站、火箭、航天器、深空探测等更多是对未来的贡献,是长久的投资。

其次,1989年以后的一段时间里,俄罗斯航天处于无国家层面主导的状态,各个航天企业独立生存,依靠产品和技术赢取订单签署合同,虽然艰难,但是生存了下来。但这也使之后的国家层面管控和统一部署执行力减弱,产生了一些不专业、不权威的管控措施。

近年来,虽然以罗戈津为首的俄罗斯航天国家集团力图实现对整个航天工业的有效管控和正确部署,重现俄罗斯的昔日荣光,但总是让人有规划碎片化、决定片面性和执行不坚决的感觉。当前俄罗斯的整个航天发展计划缺乏战略性,国家层面管理者不清楚航天工业的整体发展目标,作为指导性文件的俄联邦航天大纲缺乏权威性和纲领性,时有取消和替换的情况发生。

领导干部政策的绝对化、片面化

从2014年开始,俄罗斯航天开始了大规模干部调整,变动涉及了1/3的航天主要企业和控股公司。来自能源航天集团、进步中心、动力机械制造、赫鲁尼切夫中心等俄罗斯航天王牌企业的20多个总(副)经理和总(副)设计师遭解雇或被迫离职,代替他们的则是全然不懂的外行,使得俄航天失去了具有丰富经验和高水准的大量技术型领导。

近年来,俄罗斯航天出现的一个趋势是领导因发射失利和缺陷被追责和免职。纵观整个苏联航天史和俄罗斯航天的前17年历史,都没有出现过此类情况。2007-2016年,俄罗斯航天因发射失利或者技术缺陷解职或者因个人意愿离开的总经理及总师级人物达到10位。2010-2013年的发射失利的背后还发生了刑事案件,比如一部分快速解职的俄罗斯航天领导最后被起诉蓄意破坏和贪污,甚至因此失去自由、身陷囹圄,但实际上有些指控很令人费解。这些都使得俄罗斯航天领导岗位成为高风险职业,大大降低了俄罗斯航天对人才的吸引力。

赫鲁尼切夫科研生产中心的干部调整工作开始于2014-2015年,准确时间是在“安加拉”轻型和大型火箭均获得首飞成功之后,对整个领导层进行了大换血。1年多的时间里解职了总经理、“安加拉”火箭总师、第一生产副总经理等共计26人。最终,在从没有航天工作经验的新领导班子执政不满3年后,该中心遭受企业破产,生产技术环节遭到了严重破坏。

高水平专家和技工不足

俄罗斯航天各专业专家、设计师、工程师和高级工人长期不足,已经成为一个现实的威胁。如2015年质子号-M角速度传感器安装错误而引发发射失败致使3颗“格洛纳斯”(GLONASS)卫星一同爆炸,以及2017年质子号-M二三级发动机生产时发现的焊料不合格问题,均是由于人员不足和技术监测要求下降造成的。

高水平的专家和技工保障不足。俄罗斯航天在20世纪90年代就已经破坏了包括车工和铣工在内的高级技工专家整套培训体系,而且随着成熟专家和技工的陆续退休,这一情况还会继续加剧。

与能源-暴风雪号项目所在时期相比,现在俄罗斯航天专家的数量减少了4/5,设计系统处于消失边缘。例如,擅长研发火箭、上面级和空间站舱段的礼炮设计局人员规模常态化压缩,地面系统和设计建筑研究所的设计师也为数不多。

6 结语

当前,对俄罗斯来说最重要的任务是保持和强化在世界航天领域的领先地位。蕴含新技术新理念的“安加拉”系列应该用来实现这个目标。为此,俄罗斯需要实现对整个航天领域的有序谋划和全盘考虑,包括领导干部任命、高级专家及技工培养、老技术发展、新技术创新应用及发射场基础设施建设等一系列问题,这是一个关乎国防关键领域的系统工程建设问题。在解决好这些问题的基础上,将自身扎实的技术底蕴和经验最大优化发挥,才能将“安加拉”火箭打造成具有国际竞争力的火箭,才能担负起高强度、高频次的发射任务。

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