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11月3日，在太原卫星发射中心，长征四号乙运载火箭带着4颗卫星升空。另一边，在约600公里外的湖北十堰市郧西县，栅格舵系统负责人陈雪巍正在不住仰头张望、扫视天空。
终于，在发射6、7分钟后，一个小点出现在他的视野中，越来越大，越来越清晰，它就是完成任务的长四乙火箭一子级。最终，这个长达27米、直径3.35米的大家伙落在了距离陈雪巍只有几公里的石头山上。这一刻，他并没有心惊胆战，而是心花怒放。
网友拍摄的长四乙火箭一子级飞行画面
绿色航天
一子级落区范围缩小85%
近年来，随着我国经济社会的发展，原有人烟稀少的内陆落区逐步发展成人口稠密区域，再加上我国航天发射任务趋于高密度发展的态势，使得落区环境安全成为大众关注的焦点。
以往运载火箭一子级残骸落区范围高达1900平方公里，每次发射需要动用大量的人力、物力和财力确保落区群众的生命安全、生活安全和财产安全。在国外，火箭回收技术早已进入尝试阶段，有些国家已经取得过成功。在我国，精准控制落区也一直是航天人思索研究的课题。随着技术的发展和成熟，一子级栅格舵落区控制系统被提上日程。
长四乙火箭整装待发
按照长四乙总设计师助理金益辉的描述：“之所以叫‘栅格舵’，是因为从外表看就像给火箭安装了4只小翅膀，而这翅膀并不同于普通的平面翼，它是镂空的、呈栅格状，让火箭看起来更像个大羽毛球。使用栅格舵系统，给无控的一子级装上‘翅膀’，这样可以让它不仅知道自己该往哪飞，而且还能飞到指定地点去。”
此次发射中采用的栅格舵是一种高效的新型气动稳定和控制舵面，它具有很好的升力特性，紧贴箭体折叠安装，使用时再展开，而不影响主任务飞行。栅格舵系统飞行试验的成功将大幅改善落区环境安全，为后续重复使用运载火箭的研制奠定坚实的技术基础。
目前来看，该系统可以使一子级落区范围缩小85%以上，这极大地改善和缓解了落区环境的安全，避免大规模人员疏散、生命财产损失和国际纠纷，是积极履行社会责任和发展绿色航天的必然选择，在各方面都具有重要意义。
技术创新
高标准严要求应对难题
怎样完成栅格舵系统，为后续我国实现火箭一子级回收奠定坚实的工艺基础？自主创新是唯一的出路。
栅格舵
自开展研制以来，栅格舵系统设计团队、航天科技集团八院805所自主创新，研发出“耐热、轻质、坚固” 可折展精准转动的栅格舵结构系统、低成本高集成度一体化电气系统和新模式独立测量系统。
栅格舵电气系统是控制栅格舵的“大脑”，它通过发送指令指挥舵面偏转，引导一子级箭体向目标点飞行。据栅格舵系统负责人陈雪巍介绍，设计团队从研发之初就选用综合电子技术，摒弃传统繁杂的电气系统设计思路，将测量、导航控制、遥测等功能整合到一个长宽高都不到20厘米的小盒子中，大大简化了系统规模。
美国的猎鹰9火箭是世界上首型将栅格舵用于一子级回收和再入姿态控制的运载火箭。“此次使用的工艺方法既不同于猎鹰9使用的钛合金一次铸造成形，又异于国内快舟、长征二号丙火箭使用的工艺方法。它创新使用了钛合金激光焊接成形的工艺方法。”栅格舵生产团队、航天科技集团八院800所宇航事业部栅格舵项目负责人周改超对此次的创新工艺深感自豪。
栅格舵产品的结构看似简单，但尺寸精度要求极高，研制过程中经过大量反复和试错、需逐步摸索；产品从零件完工开始需经过组件装配、激光焊接、整体加工、厂际协调，返所实施防热等多道工序，环环相扣，缺一不可。
安装栅格舵
在产品研制中，团队遇到的最大一个难题就是舵面的制造。舵面是栅格舵结构系统里的主要部件，属薄壁焊接结构产品，零件精度要求极高。为了解决这个难题，研发中心激光焊接负责人胡佩佩及焊接团队选用激光自熔焊工艺方法确保舵面整体质量的栅格舵研制工艺方案，有效解决了产品的工艺难题……在不断地技术创新和精益求精中，栅格舵系统研制任务完美收官，圆满完成了飞行试验。
部分素材来源：航天科技集团八院、央视网
校对/林佳昕
监制/黄希
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