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他和能“通天”的事业——记五院物资部总工程师张磊和他的宇航元器件事业
来源:中国航天报     日期:2023年04月06日    字体:【】【】【

“过”“这个也没问题”“这也挺好”张磊检验的这一批航天器的配套元器件质量还不错。

“哎?这个有些小瑕疵啊,问题倒是不大,要是在别处我就给你过了。”张磊摇摇头,“但是这是在航天。”张磊给它打上了不合格的标签。

耽误了这么一小会,他好像看见剩下几万件的元器件都在催他快点继续检查。他又开始匆忙起来。

这是航天科技集团五院物资部总工程师张磊二十几岁时忙碌工作的一面。

张磊一毕业就进了航天,和元器件打上了交道。航天元器件这样一个航天器小单元,他一看就是20年。指尖捏着一个小小的元器件,张磊说,“这个小玩意算是最基础的了,但它能‘通天’”。

十几年来,中国航天的发展在逐年飙升的火箭发射数和载荷数上清晰可见,成绩喜人。但若用数倍放大镜看中国航天,可以看到航天元器件出厂数从十几年前的每年几十万件激增到了近年的几千万件。

“万丈高楼平地起,一砖一瓦皆根基”,元器件如同砖瓦,但不同的是城墙既成,砖瓦可替,而上了天的航天器的元器件坏了没法修。这些小小的元器件“无孔不入”,被安装在航天器的各个部位上,一旦核心元器件出故障,大量试验和反复汇报将搬上日程,元器件将作为“归零”最后一个环节让试验队员的身心无比疲惫。

张磊回忆,最初真的觉得工作枯燥难忍,他要经常去配套的生产工厂把关检验,有时甚至要出差一个多月,每天只能面对无数小零件。那个时候张磊觉得航天离自己很远,自己就是一颗不起眼的螺丝钉。

“元器件出了问题,是致命的。”这是张磊初入航天时前辈告诫他的话。虽然前辈讲了许多,但是他并不能切身感受到为什么,他猜这或许是想让他这个后辈认真工作,或许是想给他这个新人找到一些工作意义所在。

不久后,神舟五号载人飞行任务来了,这是一件会引起全国乃至世界关注的大任务。张磊想到了前辈的话,紧张了。尽管工作被安排得明明白白,但多熬一天夜,都会让他多安一些心,他觉得检查再多遍可靠性都不为过。就这样,张磊的身份顺利从学生转为航天人。

但张磊万万没有想到,时间没过多久,他最开始觉得枯燥难忍的可靠性检查工作居然成了“蜜月期”。

2006年之后,随着工作主体责任的统一调整,他不能只盯着“质量”这一个指标了:“厂家生产得好不好”“生产方式如何优化”“当技术指标存在差异时,如何告知各产品用户”“用户使用元器件的反馈如何”……这些张磊都要去负责,他觉得好忙、好忙。

“忙归忙,但学到的东西远不是简单当‘螺丝钉’能比的。”通过多岗锻炼,张磊认识到前辈所说“元器件不能出问题”,除了要保证质量之外的另一层含义,要实现自主可控。

北斗卫星导航作为我国航天重大工程之一,其重要意义随着时间推移显得越发明显,张磊全程参与了北斗卫星导航二期工程。项目研制之初,集团公司对元器件自主可控提出极高要求。自2011年启动,该项目列出了300余项的核心元器件自主可控清单。一直和元器件打交道的张磊看到这些,有些蒙了。他太清楚彼时国内核心元器件的情况了。那个时候,国内几乎没有像样的半导体元器件。张磊突然想到一些老一辈航天人白手起家的故事,他无比感同身受。

问题很难,但自上而下的决心下了,一步一步走,也看得到希望。随着卫星研制方和元器件研制方等多方通力合作,最终也攻克了诸如行波管等高端核心元器件难关,分批次一步步走出了国产核心元器件自主可控的道路。

参与北斗卫星导航工程,也让张磊进一步加深了对核心元器件自主可控的决心和信心。在后来的空间站工程任务中,他自主定义的DC/DC电源转换器型谱填补了国内抗辐照高压电源器件的空白,大大优化了空间站能源传输的方式。

“航天科技需要自立自强,也需要创新发展。但前沿科技的应用,需要高端元器件的支撑。无论从需求端还是供给端看,元器件自主可控的路都走的很难。”每当讲起元器件自主可控之路要突破的难关,张磊总皱着眉头。

应用在航天器的高端科技,迭代更新很快,但制约其发展的是高端元器件。多年前,随着改革开放涌入国门的也有世界上优秀成体系的高端元器件,良好的国际市场让外商赚得盆满钵满,同时也让国内研发人员的学习之路、研制之路走得更快更好。

国外的高端元器件成熟有体系,国内的研究人员在学习的时候便习惯了使用这些元器件,以至于在研制更先进的航天器时,将这些在手里拿不紧的元器件理所当然当成基础。

一旦釜底抽薪的事情出现,无所适从不可怕,不知前路怎么走才可怕。“跟着别人跑永远跑不过别人,过度依赖是很大一个难题。”张磊说。

在那个“双赢”的年代,想要未雨绸缪的人不在少数,但确实难做。尽管国内的工艺门类齐全,但是针对航天核心元器件的特有工艺线并不齐全。即便做出了某些元器件,也存在着生产不稳定的问题。相较于同类国外产品,“不强不全不稳”是国内供给端做元器件自主可控的缺点。

此外,对比国外成熟的生产工艺体系、产品服务能力、国际市场占有比,国内的核心元器件显得贵且没那么好用。在生产相关型号任务时,研制人员一旦考虑成本,选择总会偏移到国外产品。如此,便有了恶性循环,国产核心元器件迟迟发展不起来。

从当“螺丝钉”一般去质检,到后来多岗历练,再到后面主抓核心元器件自主可控工作,张磊已成长为可以独当一面的宇航元器件专家。张磊深知这些问题的存在,在看到集团公司对型号国产化标准要求提升、送设计端这个源头解决需求问题,他大为振奋,不断细化需求,创新提出元器件生产应用多个方案,并根据以往的工作经验寻求合适的生产厂家多轮优化生产工艺线,在供给侧为元器件自主可控提供助力。

20年来,张磊成功构建了我国航天重大工程核心元器件自主保障新体系,突破了航天重大工程核心元器件总体架构设计以及新研元器件需求自主定义等关键技术,提出了元器件研制—验证—应用的一体化方案,规模化实现了十二大类500余项元器件进口替代,促进抗辐照CPU、高性能DSP等一大批核心高端器件成功飞行应用。

张磊说,这个事业能“通天”,但更需要脚踏实地一直去做。(任长胜)

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