穿了新鞋,如何才能不走老路?
2014年4月,SpaceX公司的獵鷹9號火箭在發射進入太空后,火箭一級助推器成功返回地球,之后撐開了著陸架并懸停了一段時間。但這枚助推器隨后被大西洋的巨浪掀翻并毀壞,以致于無法修復。SpaceX公司創始人埃隆·馬斯克在4月25日的發布會上宣布,SpaceX成功實現了歷史上第一次火箭軟著陸,為日后顯著降低太空飛行成本和有朝一日在火星上實現軟著陸創造了條件。
這次人類航天史上的里程碑式事件,也撩動了全球媒體的神經。幾乎在同一時期,中國迎來了商業航天的“政策破冰”。這一年,國家從政策層面明確提出,支持民間資本參與國家民用空間基礎設施建設。在北京鼓樓附近一家賓館里,31歲的張昌武、60歲的王建蒙、50歲的吳樹范三人坐在了一起,決定成立一家以市場化模式運作商業火箭公司。
作為航天老兵的王建蒙,已經和衛星發射與航天國際合作打了大半輩子交道;擁有歐洲空間局工作經歷的吳樹范也熟悉國際商業發射市場。兩位資深航天人再加上年輕的張昌武,三個不同年齡段的人,組成了藍箭航天的聯合創始團隊。
2015年6月1日,藍箭航天在北五環附近一間不到百平方米的辦公室內正式成立,成立之初的藍箭公司總共只有5個人,注冊資本50萬人民幣。
3年之后,在酒泉衛星發射中心的發射架上,藍箭豎起了第一枚固體運載火箭“朱雀一號”,雖然離成功入軌“只差一點”,但是在張昌武眼里,帶著中國首枚民營運載火箭標簽的“朱雀一號”能夠完成生產、制造、審批、發射全流程,本身就是一個重大里程碑:
“液體火箭研發周期較長,藍箭更希望用那枚固體火箭為行業蹚開一條政策通路。 ”
隨后3年時間里,藍箭沒有繼續發射火箭,而是把大部分精力放在了浙江湖州的山間竹林里,潛心研制大推力液氧甲烷發動機。截至目前盡管再無發射記錄,但是在專業投資和研究分析機構的清單上,這家火箭公司一直都處于第一梯隊領跑位置,被認為是“最具競爭力的民營商業航天公司”。
大部分外行人“看不懂”這家公司,不理解為什么藍箭能夠持續得到投資機構青睞?張昌武作為一個“外來者”憑什么能夠領導一家專業火箭公司?藍箭的核心能力究竟是什么?完全依靠社會資本自建火箭研制和發射服務體系的藍箭,能否給邁向商業化的中國航天帶來新的啟示?
這些都是本文試圖解答的問題。
1、“先把試車臺建起來”
2018年,在朱雀一號運載火箭發射前三個月,藍箭對外公布了中型液體火箭——朱雀二號的設計方案,這是一款采用液氧甲烷動力的商業運載火箭,太陽同步軌道最大運力可達4噸。
在朱雀一號發射失利后,藍箭內部開了一次閉門會,決定將全部精力放到朱雀二號上來。三年后,張昌武回憶起當時的決策說:
“朱雀一號雖有遺憾,但這次寶貴的經歷也讓藍箭團隊確信,團隊完全有能力開發出性能更優的火箭。”
發射小型固體火箭更多是為了“蹚開通路”。既然目的已經達到,就應該把有限精力聚焦到更具市場潛力的產品上來。當時國內的商業航天企業中,“重設計輕制造”是主流思想,但張昌武認為,相較于單純的設計能力,商業航天要實現以高質量為前提的低成本、以低成本為導向的高質量,制造端能力提升才是實現突圍的關鍵。
事實上,藍箭醞釀中大型液體火箭,早在朱雀一號發射的前兩年就已經開始。在火箭動力選擇時,藍箭團隊做了一個在當時看來有些超前的決定——跳過國內已經較為成熟的推進劑技術,直接攻堅下一代大推力液氧甲烷發動機。
液氧甲烷發動機具有比沖高、推力大、冷卻性能高、不易結焦積碳等優點,被譽為未來最適合商業航天的動力。這項技術于上世紀60年代被提出,但直至80年代,它的優勢才逐漸被世人所周知。迄今為止,人類還沒有實現液氧甲烷動力火箭的成功入軌。SpaceX的“猛禽”發動機和藍色起源的BE-4發動機,目前也處于研發階段。
2016年,北京某航天研究所的動力研發工程師唐牧星第一次聽說藍箭要研制液體發動機時,并不認為這事有多靠譜——從常識上來說,一款成熟可靠的火箭發動機不僅是設計出來的,更是通過反復點火試車測試出來的,這其中的時間和資金成本消耗巨大,一家初創的民營公司,顯然不具備這個實力。
2017年初的一個周末,在藍箭動力團隊當時的負責人葛明和的力邀下,唐牧星在北京亦莊的經開大廈里和張昌武見了第一面。相對于期權高薪,他更好奇這位沒有航天從業背景的創始人,到底是想講故事,還是真心實意地想造火箭。唐牧星試探性地問張昌武:
“做發動機最好是自建試車臺,藍箭有這個打算嗎?”
讓唐牧星頗感意外的是,張昌武幾乎是毫不猶豫地回答:“藍箭一定會盡快自建試車臺,再難也要建!”
自建試車臺這個決定并非張昌武一時沖動,這個想法在他腦海里已經醞釀多時。在之前和業內人士接觸的過程中,張昌武就察覺到,當下的商業火箭行業普遍高估了設計,低估了制造。他認為,誰先擁有了制造能力,誰才能在今后贏得更多的時間。
兩周后,唐牧星加入藍箭航天,參與一款真空推力8.5噸的小型液氧甲烷發動機的設計工作。這是藍箭初步嘗試的研制液體火箭發動機,但是當產品雛形設計出來之后,團隊意識到這款小型發動機可能離預期目標相去甚遠——支撐一枚運力較強的液體火箭,需要更大推力的發動機。
此刻擺在藍箭面前有兩條路:
一條是繼續以小發動機為基礎,構建一款運力較低的液體火箭。這個方案難度較低,可以快速做出一款過渡產品試水市場,風險是產品競爭力有限,并且會影響中型火箭的進度。
另一條路則是對標SpaceX的梅林發動機,直接攻堅85噸級中大型液體發動機,構建中大型液體火箭路線。這個方案可以盡快推動中大型火箭投入市場的速度,但也意味著資金需求和技術難度陡增。
經過短暫的激烈討論,張昌武很快做出了決定——藍箭是一家商業航天企業,應該以市場需求為導向,而不是看現在“有一塊錢,就做一塊錢的事情”。為了讓技術團隊安心研發,張昌武承諾:“你們只負責技術,資金我來想辦法!”
藍箭的目標是做一款太陽同步軌道運力為4噸左右的中型液體火箭。發動機和總體團隊經過仔細論證,從火箭性能倒推發動機需求,最終鎖定了研制一款真空推力80噸、起飛推力67噸的液氧甲烷發動機——2017年下半年,天鵲TQ-12發動機正式立項。
天鵲80噸液氧甲烷發動機點火試驗
張昌武日后回憶,選擇液氧甲烷作為推進劑系統,除了甲烷本身所具有的種種優勢外,也有基于現實條件的考慮。一是國內甲烷相對于高品質煤油更容易獲得,二是藍箭的技術團隊本身具備在體制內開發氫氧和煤油發動機的豐富經驗,也有液氧甲烷動力系統的預研經驗,上手更為容易。
多年的投行經歷讓張昌武非常具有目標感。在他的眼里,沿著前人已經蹚開的路再走一遍并不是藍箭想要的結果。藍箭希望做“長期有價值的事”,而兌現這個價值,首先要確定一個符合商業航天發展規律的遠景目標。以這個目標為導向,再來反向拆解關鍵里程碑,推導過程如何去支撐目標。
雖然液氧甲烷前途光明,但畢竟是一種全新的推進劑系統,摸準這個推進劑本身的燃燒特性,找到能夠和它匹配的工藝材料,是一件難度巨大、周期漫長的事情。這其中要完成的第一個“小目標”,是建設自主可控的試車臺。
2、要長遠能力還是暫時結果?
馬斯克的SpaceX有兩個出類拔萃的能力,一是構建了自主可控的研發制造全閉環;二是擁有強悍的工業化批量交付能力——即使上一枚火箭發射失敗,下一枚也可以很快豎起來。
張昌武認同馬斯克的基本理念——將商業火箭當成一件工業產品而非高科技作品打造。這意味著需要更大規模的基礎設施建設投入,以此來構建全鏈條的生產交付能力。
在2019年以前,行業內對此模式的爭議就一直不斷,資本是其中的重要因素。相對于傳統指令性科研的撥款方式,依靠市場融資造火箭的商業航天企業往往需要重新設定自己的里程碑,來迎合國內風險投資機構的審美。
初創的商業航天企業大多會選擇輕資產方式研發火箭——以設計人員為核心組建團隊,大量研發工作外協,希望以快速發射、成功入軌作為里程碑來博取資本的青睞。藍箭這種一頭扎進重資產的方式,業界很多人都不理解。
然而,藍箭的這個決策并非一時頭腦發熱。以試車臺為例,藍箭算過一筆細賬,如果租用國內現有的試車臺,短期內也許能避免重資產的負擔,但從長期來看,效率遠遠不如自建。
對于造火箭來說,發動機就是心臟,而試車臺就是保障發動機研發的關鍵設施。自建試車臺的決定在當時看來十分大膽,因為不光意味著大筆資金投入,而且尚無民企自建航天發動機試車臺的先例,藍箭就這樣成了“第一個吃螃蟹的人”。
這是國內第一個完全由民營企業主導,利用社會資本自建的火箭發動機試車臺。第一個現實問題是試車臺的選址。藍箭動力系統開發團隊沿著中國地圖自北向南,走遍了北京周邊的山溝河谷、也考察過沿海地區的人工島,甚至還構想過用幾輛大卡車搭建方艙、組建移動試車臺的方案。直到2018年4月,最終鎖定了浙江湖州美女山一個廢棄的采石場礦坑。
位于浙江湖州的藍箭熱試車臺
試車臺順利開工,但張昌武的壓力并沒有因此減小,公司賬上每天的開銷都是一筆不菲的數字。恰逢這一年底,國內資本寒潮來襲,民營企業“造火箭”這件事在眾多投資人眼里,是一門不能帶來快速回報的生意,很多VC、PE對這一賽道持審慎態度。
不過,資本市場趨于冷靜,也讓一批著眼于長期價值的投資者浮出水面。2018-2019年,華創資本、碧桂園資本分別領投的兩輪融資,給了藍箭巨大的支持。日后,碧桂園創投董事總經理杜浩對媒體說: “當你確定行業最終走向,然后從結果倒推至開始,那么碧桂園創投投資藍箭航天也就成了理所當然的事。”
獲得資本加持的藍箭,隨即在臨近湖州的浙江嘉興開工興建航天中心,這個中心集總裝總測廠房、設計仿真及配套設施于一體,也是目前國內商業航天企業里規模最大、數字化程度最高的火箭工廠。據藍箭公司產業發展部負責人高永宏回憶,之所以選擇落戶嘉興,除了長三角雄厚的科研制造基礎和豐富的配套資源外,還有一個重要原因是這里有優良的港口——從長遠來看,未來更大噸位的火箭可以通過海路方便運輸。
2021年6月30日,藍箭嘉興航天中心首期竣工。在藍箭的規劃中,這座智能化的火箭工廠未來將形成年產30枚中型運載火箭的批量化交付能力,同時也將吸引一大批產業鏈上下游企業在此聚集。
嘉興藍箭航天中心一期廠房
從2018年至今,藍箭一直在鉚足了勁干一件事情——以中大型液體運載火箭為核心產品,聚焦火箭研制、批產、準入全鏈條的每一環,構建自主可控的能力壁壘。這是一條聽起來正確,但走起來并不容易的路——一方面需要在產品尚未成型時贏得資本市場的信任,另一方面需要爭取各級政府的理解支持。
2019年底,藍箭的大推力發動機第一次長程試車成功,現場張昌武熱淚盈眶。四年前剛從外資銀行辭去舒適工作,“跨界造火箭”的張昌武大概怎么也不曾想到,自己在這幾年里所干的事情,已經悄悄突破了傳統航天科研的游戲規則,蹚出了一條不一樣的路子。
這種“高筑墻”的堅持逐漸收到了效果,首先在人才方面產生了虹吸效應。到了2021年,藍箭人力資源部門收到的簡歷數量明顯增多,其中不乏各行各業想要跨界加入航天產業的優質人才,一些同行技術骨干也主動表示希望加入。在他們眼里,到一家擁有完整制造能力的公司平臺上,或許能夠更好實現自己的能力價值。
3、穿了新鞋,就不走老路
過去幾十年,航天在中國一直被加上“科技”的后綴。傳統航天思維以科學研究為目標,運營模式也是以科研為中心。
商業航天是以市場經濟為原則運行的航天產業,航天活動的發展方向由單純國家意志牽引的科學探索、國防建設、公共服務等目的拓展到太空經濟層面,輸出物也從科研成果延伸到具備市場競爭力的工業化產品。這就要求航天的商業化,必然需要用工業管理的思維來尋求最優解決方案。
目前國內的商業航天企業創新大致有兩種風格流派,一派是從體制內復制模式再到市場端改良創新;另一派則是變革式創新——以產品交付能力為結果導向,倒推過程改革。
藍箭走的是第二種模式。部分原因是摸著馬斯克過河,更重要的是由藍箭創始團隊的基因所決定——公司主要決策者是“外行人”,聯合創始團隊擁有復合履歷,管理上相對容易跳出傳統科研的思維局限。 在藍箭全球市場與服務總經理徐亞偉的印象里,從當初剛加入公司時候的30人不到,擴張到現在的600余人,藍箭一直談不上有 “十分嚴謹”的層級制度和組織架構:“只要任何部門負責人認為事情到了該找老板匯報了,都可以隨時隨地直接找老板。”
即便如此,張昌武還是“嫌”團隊創新推動太保守,要求從設計、制造到供應鏈管理各部門在招人的時候,都有意招募一些來自航空、汽車、機械工程,甚至通信、互聯網等不同領域的人才,希望將各行各業的跨界思維都能帶入公司管理。 現在的藍箭團隊中,既有原體制內經驗豐富的“老法師”坐鎮,又有跨界過來的年輕人推動創新。張昌武也會時常要求專家們跳出自己所在的圈子去考慮問題,看看一個問題在其它領域能不能找到新的解法。
這種跨界融合、極致扁平化的管理模式收到了不錯的成效。在傳統研發模式下,一個零部件的替換往往需要經歷漫長的報審流程,而在藍箭內部,只需要技術人員坐下來論證清楚,結果推導成立,就能立刻拍板。
藍箭的這種創新理念也逐漸外溢到供應鏈企業,帶動了一批新型供應商深度參與到航天產業中。高永宏在回憶這段過程時坦言,剛開始時候也有迫不得已的成分。公司起步時候采購量小,傳統大廠配合程度一般不高,藍箭只能從市場化企業中自己發掘和培育供應商,所幸有越來越多的“專精特新”企業看中了航天技術的長遠價值,愿意不計較暫時成本,加入到這項事業中。
例如一項用于發動機上的銅基高溫合金材料,藍箭找到國內一家主要給醫療設備供貨的民營企業洽談,雖然只有100多萬的訂單,但公司董事長卻親自帶隊登門拜訪,并承諾組織最好的團隊配合技術攻關。
這位供應商老總認為,藍箭的訂單金額雖然不大,但是對于他的公司發展卻意義重大。此前公司用在醫療影像設備上的銅基高溫合金,指標要求在250℃下保持80%的導電導熱性,而藍箭第一代產品的要求就是550℃。攻下這個山頭,意味著能把醫療設備的檢測效率提升一倍有余,市場競爭力將極大增強。這位董事長握著高永宏的手說:
“我們全力配合你們搞定這項技術,到其它領域就可以降維打擊了。”
火箭制造是一項精密活,從“既可靠還要便宜”的結果要求倒推過程改革,工藝創新是重點突破口。例如目前火箭發動機的銑槽式夾層噴管,一般采用傳統的真空加壓釬焊工藝制造——這項由前蘇聯于20世紀50年代發明的技術具有工藝成熟、焊縫均勻密實、結合強度高等諸多優點,但是由于對焊接設備、工藝隊伍、資金投入和開發周期等都有苛刻要求,更適合于大型國有航天集團。
藍箭通過對各種現有噴管制造工藝的優缺點全面對比,決定以瑞典曾經開發的一項新型激光焊技術作為參考,在國內首創激光焊接夾層噴管工藝。通過與大族激光合作,研發出了一套機器人激光焊接工作站。2019年初,藍箭用這臺自動化設備焊接出首臺天鵲TQ-12火箭發動機噴管,用時僅2天,成本為傳統氫氧發動機常用的螺旋管束噴管的1/10左右。
藍箭和大族激光聯合開發的激光焊工作站
藍箭員工在評價張昌武時說,這位CEO并不癡迷于某項技術,更多時候會緊盯結果,而選擇把過程交給專業技術人員去探索。張昌武自己也認為,未來商業航天企業之間的競爭并不在于誰擁有更尖端的技術、更大膽的創新,而在于成熟的商業化產品和服務交付能力。
“不破不立”并不是藍箭刻意追求的狀態,但是當團隊都清楚要什么結果的時候,“破而后立”就成為一種從上到下的工作默契。
4、敬畏、傳承與初心
謙虛友好,思路清晰,一直是張昌武留給外界的印象。 在他眼里,藍箭從來不會為了變革而去變革。相反,這支“跨界團隊”一直對傳統航天保持著高度敬畏。藍箭公司的基本研發流程和規則,都是嚴格按照傳統航天系統工程的管理規范來制定,只有在確定“鞋不合腳”的領域,才會去重新推導建立一種新的過程方式:
“踩著前人的腳印很難前行,站在前人的肩膀上才能看到不一樣的風景。”
而類似藍箭這樣的商業航天企業,之所以敢突破傳統供應鏈邊界,做出一些大膽嘗試,是因為國內日益強大的基礎工業能力,為他們托起了一個堅實的創新平臺。
正如SpaceX、藍色起源這樣的公司是站在美國科技工業的階梯上探索一樣,中國商業航天企業的創新與突圍,也是基于中國航天事業數十年的積累沉淀,以完整的中國工業體系為后盾,到市場經濟的浪潮中奮楫前行。
藍箭湖州智能制造車間內景
與此同時,航天活動在國家科技戰略版圖里的特殊性,又注定了不能以完全市場化的角度來審視商業航天,使命感同樣是驅動行業向前發展的重要動力。隨著人才的外溢流動,中國傳統航天精神也在商業航天企業的文化血脈里傳承蔓延,激勵著新一代航天人持續探索。張昌武也時刻用“不忘初心”來提醒自己和團隊:
“航天與生俱來的魅力,令每一個深入其中的人有一種自發的使命感,這是一個事業,而不僅僅是一個‘好生意’。”
對于一家志在地球之外的企業來說,夢想雖然是星辰大海,根基卻在腳下的百畝土地。 馬斯克在剛剛創辦SpaceX的前幾年里,也屢屢遭遇質疑和嘲諷,甚至被人謾罵為心懷不軌的“世紀騙子”。但是馬斯克堅持走自己認為正確的道路,最終用結果證明了自己不是“瘋子”。
比馬斯克小了整整一輪的張昌武并不著急——即使藍箭未來把SpaceX當作超越目標,也需要一步一個腳印趕上去。在他的眼里,中國商業航天的大幕才剛剛拉開,藍箭的探索和突圍也才剛剛開始,這支年輕的隊伍能夠入局成為中國航天事業的生力軍,見證航天產業的蓬勃發展,已經是一種幸運。
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