穿了新鞋,如何才能不走老路?

 

 

2014年4月,SpaceX公司的猎鹰9号火箭在发射进入太空后,火箭一级助推器成功返回地球,之后撑开了着陆架并悬停了一段时间。但这枚助推器随后被大西洋的巨浪掀翻并毁坏,以致于无法修复。SpaceX公司创始人埃隆·马斯克在4月25日的发布会上宣布,SpaceX成功实现了历史上第一次火箭软着陆,为日后显著降低太空飞行成本和有朝一日在火星上实现软着陆创造了条件。

 

这次人类航天史上的里程碑式事件,也撩动了全球媒体的神经。几乎在同一时期,中国迎来了商业航天的“政策破冰”。这一年,国家从政策层面明确提出,支持民间资本参与国家民用空间基础设施建设。在北京鼓楼附近一家宾馆里,31岁的张昌武、60岁的王建蒙、50岁的吴树范三人坐在了一起,决定成立一家以市场化模式运作商业火箭公司。

 

作为航天老兵的王建蒙,已经和卫星发射与航天国际合作打了大半辈子交道;拥有欧洲空间局工作经历的吴树范也熟悉国际商业发射市场。两位资深航天人再加上年轻的张昌武,三个不同年龄段的人,组成了蓝箭航天的联合创始团队。

 

2015年6月1日,蓝箭航天在北五环附近一间不到百平方米的办公室内正式成立,成立之初的蓝箭公司总共只有5个人,注册资本50万人民币。

 

3年之后,在酒泉卫星发射中心的发射架上,蓝箭竖起了第一枚固体运载火箭“朱雀一号”,虽然离成功入轨“只差一点”,但是在张昌武眼里,带着中国首枚民营运载火箭标签的“朱雀一号”能够完成生产、制造、审批、发射全流程,本身就是一个重大里程碑:

“液体火箭研发周期较长,蓝箭更希望用那枚固体火箭为行业蹚开一条政策通路。 ”

 

随后3年时间里,蓝箭没有继续发射火箭,而是把大部分精力放在了浙江湖州的山间竹林里,潜心研制大推力液氧甲烷发动机。截至目前尽管再无发射记录,但是在专业投资和研究分析机构的清单上,这家火箭公司一直都处于第一梯队领跑位置,被认为是“最具竞争力的民营商业航天公司”。

 

大部分外行人“看不懂”这家公司,不理解为什么蓝箭能够持续得到投资机构青睐?张昌武作为一个“外来者”凭什么能够领导一家专业火箭公司?蓝箭的核心能力究竟是什么?完全依靠社会资本自建火箭研制和发射服务体系的蓝箭,能否给迈向商业化的中国航天带来新的启示?

 

这些都是本文试图解答的问题。  

 

1、“先把试车台建起来”

2018年,在朱雀一号运载火箭发射前三个月,蓝箭对外公布了中型液体火箭——朱雀二号的设计方案,这是一款采用液氧甲烷动力的商业运载火箭,太阳同步轨道最大运力可达4吨。

 

在朱雀一号发射失利后,蓝箭内部开了一次闭门会,决定将全部精力放到朱雀二号上来。三年后,张昌武回忆起当时的决策说:

“朱雀一号虽有遗憾,但这次宝贵的经历也让蓝箭团队确信,团队完全有能力开发出性能更优的火箭。”

 

发射小型固体火箭更多是为了“蹚开通路”。既然目的已经达到,就应该把有限精力聚焦到更具市场潜力的产品上来。当时国内的商业航天企业中,“重设计轻制造”是主流思想,但张昌武认为,相较于单纯的设计能力,商业航天要实现以高质量为前提的低成本、以低成本为导向的高质量,制造端能力提升才是实现突围的关键。

 

事实上,蓝箭酝酿中大型液体火箭,早在朱雀一号发射的前两年就已经开始。在火箭动力选择时,蓝箭团队做了一个在当时看来有些超前的决定——跳过国内已经较为成熟的推进剂技术,直接攻坚下一代大推力液氧甲烷发动机。

 

液氧甲烷发动机具有比冲高、推力大、冷却性能高、不易结焦积碳等优点,被誉为未来最适合商业航天的动力。这项技术于上世纪60年代被提出,但直至80年代,它的优势才逐渐被世人所周知。迄今为止,人类还没有实现液氧甲烷动力火箭的成功入轨。SpaceX的“猛禽”发动机和蓝色起源的BE-4发动机,目前也处于研发阶段。

 

2016年,北京某航天研究所的动力研发工程师唐牧星第一次听说蓝箭要研制液体发动机时,并不认为这事有多靠谱——从常识上来说,一款成熟可靠的火箭发动机不仅是设计出来的,更是通过反复点火试车测试出来的,这其中的时间和资金成本消耗巨大,一家初创的民营公司,显然不具备这个实力。

 

2017年初的一个周末,在蓝箭动力团队当时的负责人葛明和的力邀下,唐牧星在北京亦庄的经开大厦里和张昌武见了第一面。相对于期权高薪,他更好奇这位没有航天从业背景的创始人,到底是想讲故事,还是真心实意地想造火箭。唐牧星试探性地问张昌武:

“做发动机最好是自建试车台,蓝箭有这个打算吗?”

 

让唐牧星颇感意外的是,张昌武几乎是毫不犹豫地回答:“蓝箭一定会尽快自建试车台,再难也要建!”

 

自建试车台这个决定并非张昌武一时冲动,这个想法在他脑海里已经酝酿多时。在之前和业内人士接触的过程中,张昌武就察觉到,当下的商业火箭行业普遍高估了设计,低估了制造。他认为,谁先拥有了制造能力,谁才能在今后赢得更多的时间。

 

两周后,唐牧星加入蓝箭航天,参与一款真空推力8.5吨的小型液氧甲烷发动机的设计工作。这是蓝箭初步尝试的研制液体火箭发动机,但是当产品雏形设计出来之后,团队意识到这款小型发动机可能离预期目标相去甚远——支撑一枚运力较强的液体火箭,需要更大推力的发动机。

 

此刻摆在蓝箭面前有两条路:

 一条是继续以小发动机为基础,构建一款运力较低的液体火箭。这个方案难度较低,可以快速做出一款过渡产品试水市场,风险是产品竞争力有限,并且会影响中型火箭的进度。

另一条路则是对标SpaceX的梅林发动机,直接攻坚85吨级中大型液体发动机,构建中大型液体火箭路线。这个方案可以尽快推动中大型火箭投入市场的速度,但也意味着资金需求和技术难度陡增。

 

经过短暂的激烈讨论,张昌武很快做出了决定——蓝箭是一家商业航天企业,应该以市场需求为导向,而不是看现在“有一块钱,就做一块钱的事情”。为了让技术团队安心研发,张昌武承诺:“你们只负责技术,资金我来想办法!”

 

蓝箭的目标是做一款太阳同步轨道运力为4吨左右的中型液体火箭。发动机和总体团队经过仔细论证,从火箭性能倒推发动机需求,最终锁定了研制一款真空推力80吨、起飞推力67吨的液氧甲烷发动机——2017年下半年,天鹊TQ-12发动机正式立项。 

 

天鹊80吨液氧甲烷发动机点火试验

 

张昌武日后回忆,选择液氧甲烷作为推进剂系统,除了甲烷本身所具有的种种优势外,也有基于现实条件的考虑。一是国内甲烷相对于高品质煤油更容易获得,二是蓝箭的技术团队本身具备在体制内开发氢氧和煤油发动机的丰富经验,也有液氧甲烷动力系统的预研经验,上手更为容易。

 

多年的投行经历让张昌武非常具有目标感。在他的眼里,沿着前人已经蹚开的路再走一遍并不是蓝箭想要的结果。蓝箭希望做“长期有价值的事”,而兑现这个价值,首先要确定一个符合商业航天发展规律的远景目标。以这个目标为导向,再来反向拆解关键里程碑,推导过程如何去支撑目标。

 

虽然液氧甲烷前途光明,但毕竟是一种全新的推进剂系统,摸准这个推进剂本身的燃烧特性,找到能够和它匹配的工艺材料,是一件难度巨大、周期漫长的事情。这其中要完成的第一个“小目标”,是建设自主可控的试车台。  

 

2、要长远能力还是暂时结果?

马斯克的SpaceX有两个出类拔萃的能力,一是构建了自主可控的研发制造全闭环;二是拥有强悍的工业化批量交付能力——即使上一枚火箭发射失败,下一枚也可以很快竖起来。

 

张昌武认同马斯克的基本理念——将商业火箭当成一件工业产品而非高科技作品打造。这意味着需要更大规模的基础设施建设投入,以此来构建全链条的生产交付能力。

 

在2019年以前,行业内对此模式的争议就一直不断,资本是其中的重要因素。相对于传统指令性科研的拨款方式,依靠市场融资造火箭的商业航天企业往往需要重新设定自己的里程碑,来迎合国内风险投资机构的审美。

 

初创的商业航天企业大多会选择轻资产方式研发火箭——以设计人员为核心组建团队,大量研发工作外协,希望以快速发射、成功入轨作为里程碑来博取资本的青睐。蓝箭这种一头扎进重资产的方式,业界很多人都不理解。

 

然而,蓝箭的这个决策并非一时头脑发热。以试车台为例,蓝箭算过一笔细账,如果租用国内现有的试车台,短期内也许能避免重资产的负担,但从长期来看,效率远远不如自建。

 

对于造火箭来说,发动机就是心脏,而试车台就是保障发动机研发的关键设施。自建试车台的决定在当时看来十分大胆,因为不光意味着大笔资金投入,而且尚无民企自建航天发动机试车台的先例,蓝箭就这样成了“第一个吃螃蟹的人”。

 

这是国内第一个完全由民营企业主导,利用社会资本自建的火箭发动机试车台。第一个现实问题是试车台的选址。蓝箭动力系统开发团队沿着中国地图自北向南,走遍了北京周边的山沟河谷、也考察过沿海地区的人工岛,甚至还构想过用几辆大卡车搭建方舱、组建移动试车台的方案。直到2018年4月,最终锁定了浙江湖州美女山一个废弃的采石场矿坑。 

 

位于浙江湖州的蓝箭热试车台


试车台顺利开工,但张昌武的压力并没有因此减小,公司账上每天的开销都是一笔不菲的数字。恰逢这一年底,国内资本寒潮来袭,民营企业“造火箭”这件事在众多投资人眼里,是一门不能带来快速回报的生意,很多VC、PE对这一赛道持审慎态度。

 

不过,资本市场趋于冷静,也让一批着眼于长期价值的投资者浮出水面。2018-2019年,华创资本、碧桂园资本分别领投的两轮融资,给了蓝箭巨大的支持。日后,碧桂园创投董事总经理杜浩对媒体说: “当你确定行业最终走向,然后从结果倒推至开始,那么碧桂园创投投资蓝箭航天也就成了理所当然的事。”

 

获得资本加持的蓝箭,随即在临近湖州的浙江嘉兴开工兴建航天中心,这个中心集总装总测厂房、设计仿真及配套设施于一体,也是目前国内商业航天企业里规模最大、数字化程度最高的火箭工厂。据蓝箭公司产业发展部负责人高永宏回忆,之所以选择落户嘉兴,除了长三角雄厚的科研制造基础和丰富的配套资源外,还有一个重要原因是这里有优良的港口——从长远来看,未来更大吨位的火箭可以通过海路方便运输。

 

2021年6月30日,蓝箭嘉兴航天中心首期竣工。在蓝箭的规划中,这座智能化的火箭工厂未来将形成年产30枚中型运载火箭的批量化交付能力,同时也将吸引一大批产业链上下游企业在此聚集。 

 

嘉兴蓝箭航天中心一期厂房

 

从2018年至今,蓝箭一直在铆足了劲干一件事情——以中大型液体运载火箭为核心产品,聚焦火箭研制、批产、准入全链条的每一环,构建自主可控的能力壁垒。这是一条听起来正确,但走起来并不容易的路——一方面需要在产品尚未成型时赢得资本市场的信任,另一方面需要争取各级政府的理解支持。

 

2019年底,蓝箭的大推力发动机第一次长程试车成功,现场张昌武热泪盈眶。四年前刚从外资银行辞去舒适工作,“跨界造火箭”的张昌武大概怎么也不曾想到,自己在这几年里所干的事情,已经悄悄突破了传统航天科研的游戏规则,蹚出了一条不一样的路子。

 

这种“高筑墙”的坚持逐渐收到了效果,首先在人才方面产生了虹吸效应。到了2021年,蓝箭人力资源部门收到的简历数量明显增多,其中不乏各行各业想要跨界加入航天产业的优质人才,一些同行技术骨干也主动表示希望加入。在他们眼里,到一家拥有完整制造能力的公司平台上,或许能够更好实现自己的能力价值。  

 

3、穿了新鞋,就不走老路

过去几十年,航天在中国一直被加上“科技”的后缀。传统航天思维以科学研究为目标,运营模式也是以科研为中心。

 

商业航天是以市场经济为原则运行的航天产业,航天活动的发展方向由单纯国家意志牵引的科学探索、国防建设、公共服务等目的拓展到太空经济层面,输出物也从科研成果延伸到具备市场竞争力的工业化产品。这就要求航天的商业化,必然需要用工业管理的思维来寻求最优解决方案。

 

目前国内的商业航天企业创新大致有两种风格流派,一派是从体制内复制模式再到市场端改良创新;另一派则是变革式创新——以产品交付能力为结果导向,倒推过程改革。

 

蓝箭走的是第二种模式。部分原因是摸着马斯克过河,更重要的是由蓝箭创始团队的基因所决定——公司主要决策者是“外行人”,联合创始团队拥有复合履历,管理上相对容易跳出传统科研的思维局限。 在蓝箭全球市场与服务总经理徐亚伟的印象里,从当初刚加入公司时候的30人不到,扩张到现在的600余人,蓝箭一直谈不上有 “十分严谨”的层级制度和组织架构:“只要任何部门负责人认为事情到了该找老板汇报了,都可以随时随地直接找老板。”

 

即便如此,张昌武还是“嫌”团队创新推动太保守,要求从设计、制造到供应链管理各部门在招人的时候,都有意招募一些来自航空、汽车、机械工程,甚至通信、互联网等不同领域的人才,希望将各行各业的跨界思维都能带入公司管理。 现在的蓝箭团队中,既有原体制内经验丰富的“老法师”坐镇,又有跨界过来的年轻人推动创新。张昌武也会时常要求专家们跳出自己所在的圈子去考虑问题,看看一个问题在其它领域能不能找到新的解法。

 

这种跨界融合、极致扁平化的管理模式收到了不错的成效。在传统研发模式下,一个零部件的替换往往需要经历漫长的报审流程,而在蓝箭内部,只需要技术人员坐下来论证清楚,结果推导成立,就能立刻拍板。

 

蓝箭的这种创新理念也逐渐外溢到供应链企业,带动了一批新型供应商深度参与到航天产业中。高永宏在回忆这段过程时坦言,刚开始时候也有迫不得已的成分。公司起步时候采购量小,传统大厂配合程度一般不高,蓝箭只能从市场化企业中自己发掘和培育供应商,所幸有越来越多的“专精特新”企业看中了航天技术的长远价值,愿意不计较暂时成本,加入到这项事业中。

 

例如一项用于发动机上的铜基高温合金材料,蓝箭找到国内一家主要给医疗设备供货的民营企业洽谈,虽然只有100多万的订单,但公司董事长却亲自带队登门拜访,并承诺组织最好的团队配合技术攻关。

 

这位供应商老总认为,蓝箭的订单金额虽然不大,但是对于他的公司发展却意义重大。此前公司用在医疗影像设备上的铜基高温合金,指标要求在250℃下保持80%的导电导热性,而蓝箭第一代产品的要求就是550℃。攻下这个山头,意味着能把医疗设备的检测效率提升一倍有余,市场竞争力将极大增强。这位董事长握着高永宏的手说:

“我们全力配合你们搞定这项技术,到其它领域就可以降维打击了。”

 

火箭制造是一项精密活,从“既可靠还要便宜”的结果要求倒推过程改革,工艺创新是重点突破口。例如目前火箭发动机的铣槽式夹层喷管,一般采用传统的真空加压钎焊工艺制造——这项由前苏联于20世纪50年代发明的技术具有工艺成熟、焊缝均匀密实、结合强度高等诸多优点,但是由于对焊接设备、工艺队伍、资金投入和开发周期等都有苛刻要求,更适合于大型国有航天集团。

 

蓝箭通过对各种现有喷管制造工艺的优缺点全面对比,决定以瑞典曾经开发的一项新型激光焊技术作为参考,在国内首创激光焊接夹层喷管工艺。通过与大族激光合作,研发出了一套机器人激光焊接工作站。2019年初,蓝箭用这台自动化设备焊接出首台天鹊TQ-12火箭发动机喷管,用时仅2天,成本为传统氢氧发动机常用的螺旋管束喷管的1/10左右。 

 

蓝箭和大族激光联合开发的激光焊工作站

 

蓝箭员工在评价张昌武时说,这位CEO并不痴迷于某项技术,更多时候会紧盯结果,而选择把过程交给专业技术人员去探索。张昌武自己也认为,未来商业航天企业之间的竞争并不在于谁拥有更尖端的技术、更大胆的创新,而在于成熟的商业化产品和服务交付能力。

 

“不破不立”并不是蓝箭刻意追求的状态,但是当团队都清楚要什么结果的时候,“破而后立”就成为一种从上到下的工作默契。   

 

4、敬畏、传承与初心

谦虚友好,思路清晰,一直是张昌武留给外界的印象。 在他眼里,蓝箭从来不会为了变革而去变革。相反,这支“跨界团队”一直对传统航天保持着高度敬畏。蓝箭公司的基本研发流程和规则,都是严格按照传统航天系统工程的管理规范来制定,只有在确定“鞋不合脚”的领域,才会去重新推导建立一种新的过程方式:

“踩着前人的脚印很难前行,站在前人的肩膀上才能看到不一样的风景。”

 

而类似蓝箭这样的商业航天企业,之所以敢突破传统供应链边界,做出一些大胆尝试,是因为国内日益强大的基础工业能力,为他们托起了一个坚实的创新平台。 

 

正如SpaceX、蓝色起源这样的公司是站在美国科技工业的阶梯上探索一样,中国商业航天企业的创新与突围,也是基于中国航天事业数十年的积累沉淀,以完整的中国工业体系为后盾,到市场经济的浪潮中奋楫前行。 

 

蓝箭湖州智能制造车间内景

 

与此同时,航天活动在国家科技战略版图里的特殊性,又注定了不能以完全市场化的角度来审视商业航天,使命感同样是驱动行业向前发展的重要动力。随着人才的外溢流动,中国传统航天精神也在商业航天企业的文化血脉里传承蔓延,激励着新一代航天人持续探索。张昌武也时刻用“不忘初心”来提醒自己和团队:

“航天与生俱来的魅力,令每一个深入其中的人有一种自发的使命感,这是一个事业,而不仅仅是一个‘好生意’。”

 

对于一家志在地球之外的企业来说,梦想虽然是星辰大海,根基却在脚下的百亩土地。 马斯克在刚刚创办SpaceX的前几年里,也屡屡遭遇质疑和嘲讽,甚至被人谩骂为心怀不轨的“世纪骗子”。但是马斯克坚持走自己认为正确的道路,最终用结果证明了自己不是“疯子”。

 

比马斯克小了整整一轮的张昌武并不着急——即使蓝箭未来把SpaceX当作超越目标,也需要一步一个脚印赶上去。在他的眼里,中国商业航天的大幕才刚刚拉开,蓝箭的探索和突围也才刚刚开始,这支年轻的队伍能够入局成为中国航天事业的生力军,见证航天产业的蓬勃发展,已经是一种幸运。 

 

作者 | 刘爱国

注:本文所有素材,均来自于钛禾智库对蓝箭航天的真实调研记录;转载请联系主编授权(ID:taizhubian)