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(fā)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(chuàng)始人埃隆·馬斯克在4月25日的發(fā)布會上宣布,SpaceX成功實現(xiàn)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(xiàn)軟著陸創(chuàng)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(jīng)。幾乎在同一時期,中國迎來了商業(yè)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(chǔ)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(yè)火箭公司。
作為航天老兵的王建蒙,已經(jīng)和衛(wèi)星發(fā)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(jīng)歷的吳樹范也熟悉國際商業(yè)發(fā)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(lián)合創(chuàng)始團隊。
2015年6月1日,藍箭航天在北五環(huán)附近一間不到百平方米的辦公室內(nèi)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(wèi)星發(fā)射中心的發(fā)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(chǎn)、制造、審批、發(fā)射全流程,本身就是一個重大里程碑:
“液體火箭研發(fā)周期較長,藍箭更希望用那枚固體火箭為行業(yè)蹚開一條政策通路。 ”
隨后3年時間里,藍箭沒有繼續(xù)發(fā)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(fā)動機。截至目前盡管再無發(fā)射記錄,但是在專業(yè)投資和研究分析機構(gòu)的清單上,這家火箭公司一直都處于第一梯隊領(lǐng)跑位置,被認為是“最具競爭力的民營商業(yè)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(xù)得到投資機構(gòu)青睞?張昌武作為一個“外來者”憑什么能夠領(lǐng)導一家專業(yè)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(fā)射服務體系的藍箭,能否給邁向商業(yè)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(fā)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(yè)運載火箭,太陽同步軌道最大運力可達4噸。
在朱雀一號發(fā)射失利后,藍箭內(nèi)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(jīng)歷也讓藍箭團隊確信,團隊完全有能力開發(fā)出性能更優(yōu)的火箭。”
發(fā)射小型固體火箭更多是為了“蹚開通路”。既然目的已經(jīng)達到,就應該把有限精力聚焦到更具市場潛力的產(chǎn)品上來。當時國內(nèi)的商業(yè)航天企業(yè)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(yè)航天要實現(xiàn)以高質(zhì)量為前提的低成本、以低成本為導向的高質(zhì)量,制造端能力提升才是實現(xiàn)突圍的關(guān)鍵。
事實上,藍箭醞釀中大型液體火箭,早在朱雀一號發(fā)射的前兩年就已經(jīng)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(nèi)已經(jīng)較為成熟的推進劑技術(shù),直接攻堅下一代大推力液氧甲烷發(fā)動機。
液氧甲烷發(fā)動機具有比沖高、推力大、冷卻性能高、不易結(jié)焦積碳等優(yōu)點,被譽為未來最適合商業(yè)航天的動力。這項技術(shù)于上世紀60年代被提出,但直至80年代,它的優(yōu)勢才逐漸被世人所周知。迄今為止,人類還沒有實現(xiàn)液氧甲烷動力火箭的成功入軌。SpaceX的“猛禽”發(fā)動機和藍色起源的BE-4發(fā)動機,目前也處于研發(fā)階段。
2016年,北京某航天研究所的動力研發(fā)工程師唐牧星第一次聽說藍箭要研制液體發(fā)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(fā)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(chuàng)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(jīng)開大廈里和張昌武見了第一面。相對于期權(quán)高薪,他更好奇這位沒有航天從業(yè)背景的創(chuàng)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(fā)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(jīng)醞釀多時。在之前和業(yè)內(nèi)人士接觸的過程中,張昌武就察覺到,當下的商業(yè)火箭行業(yè)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(fā)動機的設計工作。這是藍箭初步嘗試的研制液體火箭發(fā)動機,但是當產(chǎn)品雛形設計出來之后,團隊意識到這款小型發(fā)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(fā)動機。
此刻擺在藍箭面前有兩條路:
一條是繼續(xù)以小發(fā)動機為基礎(chǔ),構(gòu)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(chǎn)品試水市場,風險是產(chǎn)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(fā)動機,直接攻堅85噸級中大型液體發(fā)動機,構(gòu)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(shù)難度陡增。
經(jīng)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(yè)航天企業(yè),應該以市場需求為導向,而不是看現(xiàn)在“有一塊錢,就做一塊錢的事情”。為了讓技術(shù)團隊安心研發(fā),張昌武承諾:“你們只負責技術(shù),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(fā)動機和總體團隊經(jīng)過仔細論證,從火箭性能倒推發(fā)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(fā)動機——2017年下半年,天鵲TQ-12發(fā)動機正式立項。
天鵲80噸液氧甲烷發(fā)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(tǒng),除了甲烷本身所具有的種種優(yōu)勢外,也有基于現(xiàn)實條件的考慮。一是國內(nèi)甲烷相對于高品質(zhì)煤油更容易獲得,二是藍箭的技術(shù)團隊本身具備在體制內(nèi)開發(fā)氫氧和煤油發(fā)動機的豐富經(jīng)驗,也有液氧甲烷動力系統(tǒng)的預研經(jīng)驗,上手更為容易。
多年的投行經(jīng)歷讓張昌武非常具有目標感。在他的眼里,沿著前人已經(jīng)蹚開的路再走一遍并不是藍箭想要的結(jié)果。藍箭希望做“長期有價值的事”,而兌現(xiàn)這個價值,首先要確定一個符合商業(yè)航天發(fā)展規(guī)律的遠景目標。以這個目標為導向,再來反向拆解關(guān)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(tǒng),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(jié)果?
馬斯克的SpaceX有兩個出類拔萃的能力,一是構(gòu)建了自主可控的研發(fā)制造全閉環(huán);二是擁有強悍的工業(yè)化批量交付能力——即使上一枚火箭發(fā)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(yè)火箭當成一件工業(yè)產(chǎn)品而非高科技作品打造。這意味著需要更大規(guī)模的基礎(chǔ)設施建設投入,以此來構(gòu)建全鏈條的生產(chǎn)交付能力。
在2019年以前,行業(yè)內(nèi)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(tǒng)指令性科研的撥款方式,依靠市場融資造火箭的商業(yè)航天企業(yè)往往需要重新設定自己的里程碑,來迎合國內(nèi)風險投資機構(gòu)的審美。
初創(chuàng)的商業(yè)航天企業(yè)大多會選擇輕資產(chǎn)方式研發(fā)火箭——以設計人員為核心組建團隊,大量研發(fā)工作外協(xié),希望以快速發(fā)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(chǎn)的方式,業(yè)界很多人都不理解。
然而,藍箭的這個決策并非一時頭腦發(fā)熱。以試車臺為例,藍箭算過一筆細賬,如果租用國內(nèi)現(xiàn)有的試車臺,短期內(nèi)也許能避免重資產(chǎn)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(fā)動機就是心臟,而試車臺就是保障發(fā)動機研發(fā)的關(guān)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(fā)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(nèi)第一個完全由民營企業(yè)主導,利用社會資本自建的火箭發(fā)動機試車臺。第一個現(xiàn)實問題是試車臺的選址。藍箭動力系統(tǒng)開發(fā)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(qū)的人工島,甚至還構(gòu)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(shù)字。恰逢這一年底,國內(nèi)資本寒潮來襲,民營企業(yè)“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(tài)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(chuàng)資本、碧桂園資本分別領(lǐng)投的兩輪融資,給了藍箭巨大的支持。日后,碧桂園創(chuàng)投董事總經(jīng)理杜浩對媒體說: “當你確定行業(yè)最終走向,然后從結(jié)果倒推至開始,那么碧桂園創(chuàng)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(nèi)商業(yè)航天企業(yè)里規(guī)模最大、數(shù)字化程度最高的火箭工廠。據(jù)藍箭公司產(chǎn)業(yè)發(fā)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(chǔ)和豐富的配套資源外,還有一個重要原因是這里有優(yōu)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(guī)劃中,這座智能化的火箭工廠未來將形成年產(chǎn)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(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)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(chǎn)品,聚焦火箭研制、批產(chǎn)、準入全鏈條的每一環(huán),構(gòu)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(chǎn)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(fā)動機第一次長程試車成功,現(xiàn)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(jīng)悄悄突破了傳統(tǒng)航天科研的游戲規(guī)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(chǎn)生了虹吸效應。到了2021年,藍箭人力資源部門收到的簡歷數(shù)量明顯增多,其中不乏各行各業(yè)想要跨界加入航天產(chǎn)業(yè)的優(yōu)質(zhì)人才,一些同行技術(shù)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(xiàn)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(tǒng)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(yè)航天是以市場經(jīng)濟為原則運行的航天產(chǎn)業(yè),航天活動的發(fā)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(jīng)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(yè)化產(chǎn)品。這就要求航天的商業(yè)化,必然需要用工業(yè)管理的思維來尋求最優(yōu)解決方案。
目前國內(nèi)的商業(yè)航天企業(yè)創(chuàng)新大致有兩種風格流派,一派是從體制內(nèi)復制模式再到市場端改良創(chuàng)新;另一派則是變革式創(chuàng)新——以產(chǎn)品交付能力為結(jié)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(chuàng)始團隊的基因所決定——公司主要決策者是“外行人”,聯(lián)合創(chuàng)始團隊擁有復合履歷,管理上相對容易跳出傳統(tǒng)科研的思維局限。 在藍箭全球市場與服務總經(jīng)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(xiàn)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(gòu):“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(chuàng)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(lián)網(wǎng)等不同領(lǐng)域的人才,希望將各行各業(yè)的跨界思維都能帶入公司管理。 現(xiàn)在的藍箭團隊中,既有原體制內(nèi)經(jīng)驗豐富的“老法師”坐鎮(zhèn),又有跨界過來的年輕人推動創(chuàng)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(lǐng)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(tǒng)研發(fā)模式下,一個零部件的替換往往需要經(jīng)歷漫長的報審流程,而在藍箭內(nèi)部,只需要技術(shù)人員坐下來論證清楚,結(jié)果推導成立,就能立刻拍板。
藍箭的這種創(chuàng)新理念也逐漸外溢到供應鏈企業(yè),帶動了一批新型供應商深度參與到航天產(chǎn)業(yè)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(tǒng)大廠配合程度一般不高,藍箭只能從市場化企業(yè)中自己發(fā)掘和培育供應商,所幸有越來越多的“專精特新”企業(yè)看中了航天技術(shù)的長遠價值,愿意不計較暫時成本,加入到這項事業(yè)中。
例如一項用于發(fā)動機上的銅基高溫合金材料,藍箭找到國內(nèi)一家主要給醫(yī)療設備供貨的民營企業(yè)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(shù)攻關(guān)。
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(fā)展卻意義重大。此前公司用在醫(yī)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(chǎn)品的要求就是550℃。攻下這個山頭,意味著能把醫(yī)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?nèi)ε浜夏銈兏愣ㄟ@項技術(shù),到其它領(lǐng)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(jié)果要求倒推過程改革,工藝創(chuàng)新是重點突破口。例如目前火箭發(fā)動機的銑槽式夾層噴管,一般采用傳統(tǒng)的真空加壓釬焊工藝制造——這項由前蘇聯(lián)于20世紀50年代發(fā)明的技術(shù)具有工藝成熟、焊縫均勻密實、結(jié)合強度高等諸多優(yōu)點,但是由于對焊接設備、工藝隊伍、資金投入和開發(fā)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(xiàn)有噴管制造工藝的優(yōu)缺點全面對比,決定以瑞典曾經(jīng)開發(fā)的一項新型激光焊技術(shù)作為參考,在國內(nèi)首創(chuàng)激光焊接夾層噴管工藝。通過與大族激光合作,研發(fā)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(fā)動機噴管,用時僅2天,成本為傳統(tǒng)氫氧發(fā)動機常用的螺旋管束噴管的1/10左右。
藍箭和大族激光聯(lián)合開發(fā)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(shù),更多時候會緊盯結(jié)果,而選擇把過程交給專業(yè)技術(shù)人員去探索。張昌武自己也認為,未來商業(yè)航天企業(yè)之間的競爭并不在于誰擁有更尖端的技術(shù)、更大膽的創(chuàng)新,而在于成熟的商業(yè)化產(chǎn)品和服務交付能力。
“不破不立”并不是藍箭刻意追求的狀態(tài),但是當團隊都清楚要什么結(jié)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(tǒng)航天保持著高度敬畏。藍箭公司的基本研發(fā)流程和規(guī)則,都是嚴格按照傳統(tǒng)航天系統(tǒng)工程的管理規(guī)范來制定,只有在確定“鞋不合腳”的領(lǐng)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(yè)航天企業(yè),之所以敢突破傳統(tǒng)供應鏈邊界,做出一些大膽嘗試,是因為國內(nèi)日益強大的基礎(chǔ)工業(yè)能力,為他們托起了一個堅實的創(chuàng)新平臺。
正如SpaceX、藍色起源這樣的公司是站在美國科技工業(yè)的階梯上探索一樣,中國商業(yè)航天企業(yè)的創(chuàng)新與突圍,也是基于中國航天事業(yè)數(shù)十年的積累沉淀,以完整的中國工業(yè)體系為后盾,到市場經(jīng)濟的浪潮中奮楫前行。
藍箭湖州智能制造車間內(nèi)景
與此同時,航天活動在國家科技戰(zhàn)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(yè)航天,使命感同樣是驅(qū)動行業(yè)向前發(fā)展的重要動力。隨著人才的外溢流動,中國傳統(tǒng)航天精神也在商業(yè)航天企業(yè)的文化血脈里傳承蔓延,激勵著新一代航天人持續(xù)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(fā)的使命感,這是一個事業(yè),而不僅僅是一個‘好生意’。”
對于一家志在地球之外的企業(yè)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(chuàng)辦SpaceX的前幾年里,也屢屢遭遇質(zhì)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(jié)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(yè)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(yè)的生力軍,見證航天產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,已經(jīng)是一種幸運。
作者 | 劉愛國
注:本文所有素材,均來自于鈦禾智庫對藍箭航天的真實調(diào)研記錄;轉(zhuǎn)載請聯(lián)系主編授權(quán)(ID:taizhubian)