運載火箭的穩定飛行和精準入軌是每一個航天任務成功的關鍵，這背后離不開一群默默奉獻、勇于創新的“幕后英雄”——中國航天科工三院33所的伺服團隊。
伺服系統是火箭姿態控制的核心部件，它相當于火箭的“神經中樞”，負責接收指令、處理數據并驅動執行機構，確保火箭按照預定的軌跡飛行。
33所伺服團隊，就是這個“神經中樞”的打造者和守護者。他們研發的電動伺服系統，不僅能夠精準地執行系統給定的動作指令，誤差僅為千分之五，由院士專家等組成的成果鑒定委員會認為其技術已達到國內領先、國際先進水平，而且具備高動態響應特性，指令與執行幾乎同步，確保運載火箭在飛行過程中的姿態穩定性和精準入軌能力。
在技術創新路上不斷前行
朱雀二號作為全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭，其背后的大功率電動推力矢量伺服系統，正是出自33所伺服團隊之手。
面對復雜惡劣環境和高壓大功率的箭載應用需求，電動伺服系統在很多方面都面臨著巨大的挑戰。航天科工三院33所伺服團隊負責人王貫介紹，商業航天運載火箭發動機輸出推力大，動態響應快，要求伺服系統輸出功率大；發動機噴管結構慣量大，搖擺運動速度快，要求伺服系統結構剛度與承載性強、抗擾穩定能力強；惡劣環境下火箭要輸送載荷精準入軌，要求伺服系統的控制精度高。
“要同時具備以上性能，才能實現電動伺服與發動機噴管性能的高度匹配，產品研制難度極大。”王貫表示。
為啃下這塊難啃的硬骨頭，他們集合了部門內優秀的骨干力量，成立技術攻關小組，通過多輪技術迭代和方案優化，不斷試驗與試錯，突破一個又一個關鍵技術瓶頸，形成了大功率伺服設計基礎理論體系與實現方法。
值得一提的是，伺服系統還融入了智能化技術，如自主狀態監測與診斷、參數自識別與自整定等。系統能夠實時監測各功能組件的運行狀態，從而能夠在極短時間內做出調整與補償措施。這極大提升了系統的可靠性，并具備快速響應和精準控制的能力。
“得益于我國商業航天浪潮的重大需求牽引，我們真正意義上做到了在運載火箭領域實現大功率電動替代液壓，顯著降低成本的同時也提升了系統可靠性，可以說一箭雙雕，意義重大。”王貫表示，未來團隊準備在電動伺服系統容錯性和余度設計方面下足功夫，進一步提升系統可靠性。
技術負責人黃博士經常掛在嘴邊的一句話是：“核心技術是買不來、討不來的，要靠我們自主創新來實現。”在團隊里，知識共享、思路共商、思維碰撞，不同的視角擦出不一樣的火花，成員們在寬松的創新環境里，不斷強化自主思考能力和創新精神。也正是這份堅持與信念，讓團隊在技術創新之路上不斷前行。
3個月提升3倍能力
創新之路注定崎嶇。一次任務中，用戶要求團隊在三個月的時間里，把產品功率提高三倍，這聽起來無疑是“天方夜譚”。
“我們面臨的是前所未有的挑戰,壓力很大,在箭載艙體有限空間與復雜力熱環境約束下，3個月的時間內我們要將10千瓦電動伺服產品功率提升至30千瓦，而且母線電壓要從270伏提升至400伏，這說明傳統的設計已經不再適用了，我們必須重新考慮高壓供電下系統電磁兼容性設計與環境適應性設計問題。”王貫說。
實驗室里，技術方案一遍一遍修改，產品狀態一輪一輪迭代。為全力推動伺服專業大功率、智能化發展，團隊成員們給伺服系統中的每一個部件都建立了精準數學模型，運用仿真平臺詳細分析，一步一步挖出薄弱點，一點一點改進方案。
為驗證伺服系統在高溫環境下的性能表現，團隊曾遠赴湖州大山深處進行實物試驗驗證。上百次的試車下來，沉重的尾噴管在精干的伺服系統牽引下自由靈動地搖擺。這一幕讓不少團隊成員激動不已。因為他們知道，所有的努力都沒有白費，伺服系統已經準備好了迎接更加艱巨的任務挑戰。
技術難題解決之后，團隊依然面臨著生產制造方面的難題，要在保證產品質量的前提下嚴控成本。因此，團隊成員在元器件選型、伺服電機和結構加工制造等方面轉變傳統思想，另辟蹊徑，尋找低成本的解決方案。
“但是低成本并不意味著低可靠，低成本是精心設計出來的，我們只有通過不斷的試驗驗證，積累試驗數據并詳細分析處理，使得產品可靠性得以保證。”王貫感慨道，新的伺服產品正在不斷成熟，不僅身量小巧，還敏捷精準、堅強可靠，前進過程雖然磕磕絆絆，充滿艱辛，但付出終有回報。（文/鄧雨楠）
