揭秘钱学森与上海航天的不解之缘

前言

钱学森与上海航天之间的渊源始于上个世纪五十年代,在上海研制探空火箭的过程中,钱学森多次来到上海指导工作。

虽然探空火箭与“两弹一星”的成就比起来,无论是产品的知名度,还是工程的影响力,都相差甚远。但不能因此而抹杀了探空火箭在中国航天早期发展历史上的重要地位及所发挥的引领作用。它是“两弹一星”的重要组成部分,为我国日后重型火箭发射人造卫星起到了引路和铺垫作用。

而在探空火箭的整个研制和发展历程中,钱学森作为顶层战略规划的制定者、总体方案的策划者和工程推进的领军人,其卓越的功绩不可磨灭。

仅以影片《寻根》纪念所有为上海航天做出贡献的人们!

探空起步拉开序幕

年10月4日,人类第一颗人造卫星“斯普特尼克”号由苏联发射成功。年5月,毛主席在中共八届二次全会上发出了“我们也要搞人造卫星”的号召。这一号召给了我国科技界进军航天领域极大的信心和力量。

年5月29日,钱学森在参加由聂荣臻主持召开的部分航委会委员的会议上,代表国防部五院和中科院就发射探空火箭、人造地球卫星、洲际导弹的设想意见进行了汇报。汇报中,钱学森提出了“三步走”的方案:第一步是发射重型火箭、探空火箭和地球物理火箭;第二步是发射一二百公斤重的人造卫星;第三步是发射一吨以上的卫星。

年8月,中科院决定将卫星发射作为当年该院的头号重点任务,成立了代号为“”的工作组,由钱学森任组长。同时还决定建立了第一设计院(代号为设计院),承担发射人造卫星所需运载火箭的研制任务。中科院把当时主要任务归结为“上天”、“入地”、“下海”。所谓“上天”,就是研制出能把卫星送上天的运载火箭。第一设计院的科技人员经过日夜加班,很快设计出了一个叫T-3的运载火箭模型。这是一种发动机以液氟和甲醇为推进剂的火箭。该产品作为向建国9周年的献礼,于10月中旬在科学院自然科学跃进成果展览会的保密展室展出。其时,毛泽东等中央领导在钱学森的陪同下莅临参观,并给予了高度赞赏。

但要真正将模型产品变成能够发射卫星的火箭谈何容易?钱学森对这一现实情况非常清楚,因此他坚持第一步还是搞探空火箭为宜,以探空火箭的研制作为起步和探路,锻炼队伍,培养人才,摸索出实践经验后再向大型运载火箭进军。而发射卫星的工作应采取由小到大、由简单到复杂、由低级到高级的循序渐进的方针,在实践中积累工程经验。为此,他提出以施放小火箭探测作为练兵的策略,打好基础,为以后发射卫星做好准备。

年10月底到11月初,钱学森和设计院副院长杨南生等带领几个年轻人来到上海,和上海有关部门洽谈具体落实的事情。他们参观了一些工厂,落实了搬来以后的工作场所和住宿安排。一个下午,市委领导召集上海市上百家大厂的党委书记和厂长开会。会上,钱学森滔滔不绝地作了一场报告,动员上海的有关工厂和技术人员都来搞火箭,把卫星送上天。他如数家珍地讲了生产制造火箭和放卫星的意义、对促进工业现代化的作用,也讲了加工尖端产品的精度要求、对上海市委市政府和在座工厂企业领导们的感谢等,受到听众的热烈欢迎。

11月,设计院奉命迁至上海,更名为上海机电设计院,受中国科学院和上海市双重领导,中国科学院委托力学所代管,常务副院长仍为杨南生。上海市委还慷慨决定将最繁华路段上的淮海中路号淮中大楼拨给设计院使用,淮中大楼是当时淮海路上的一座标志性建筑。设计院大部分人员的住宿都安排在衡山路一幢宿舍楼里。

上海机电设计院作的成立,标志着揭开了我国探空火箭事业发展的序幕。

为了加强和充实设计院的力量,上海市委从上海交大、同济大学、华东师大等多所高校,以及科研机构和工业部门,抽调大批科技人员和干部,包括提前半年毕业的大专学生,来到设计院。年12月,又将原上海机床厂厂长艾丁调到设计院任党委书记,将上海交大副教授王希季调来任设计院总工程师。

到年年底,设计院人员迅速增加到多人,设置了总体室、结构室、自动控制室、发动机室,以后又陆续设立了发射室、回收室、情报资料室和试制车间。上海市委将设计院产品零部件和试验设备的生产加工任务分别下达给上海柴油机厂、上海机床厂、空军13修理厂等工厂,迅速形成了一个相对完整配套的生产加工协作网。

艰难岁月以苦为荣

当王希季拿着介绍信到上海机电设计院报到时,意外地发现杨南生副院长和他竟是西南联大同系的同学。毕业后,杨南生到英国读书获得博士学位,王希季到美国读书获得硕士学位,两人基于同样的爱国心于同一年返回祖国,时隔十多年以后,又走到同一个单位为同一个任务而共同奋斗。他们受命率领一帮没有专业知识和工程经验的年轻人研制火箭,在当时一穷二白、艰难困苦的条件下,面临的压力和困难可想而知。但在领军人钱学森的率领下,在上海市委的大力支持下,在各有关协作单位的无私帮助下,他们与广大科技人员同甘共苦,风雨同舟,并为拥有一大批不怕吃苦、不畏艰难、敢于攻关、勇于奉献的“初生牛犊”而感到无比欣慰。

参与研制我国第一枚探空火箭T-7M的这支队伍,绝大多数都是刚出校门不久的青年人,平均年龄只有24岁。有的年轻人甚至没毕业就拿着组织的调令中途加盟。他们虽然年轻,但热情高涨,青春燃烧,满怀着赶超世界先进水平、为国争光的雄心壮志。其间,他们发扬自力更生、白手起家、因陋就简、艰苦奋斗和团结协作的精神,坚持科学实验和实践出真知,勇于攻关和破解难题的精神令人敬佩。

机电设计院的老同志曹振华回忆,两级火箭点火控制方案原先是用时间来控制的,即助推器点火后,用钟表机构控制连接的爆破螺拴,再点燃主火箭。但这一方案因受到外界各种因素的影响,总不能在助推器熄火的瞬间准确点燃主火箭。针对这一难题,他们日夜攻关,最后采用弹簧支撑重锤的方法,来调节重力变化的位置。同时研制出重力开关,最终解决了这一难题。而南汇老港没有遥测设备和条件,他们就在火箭上安装了红绿电控讯号弹来判断,助推器点火亮红弹,发射后助推器熄火亮绿弹。结果火箭两级点火试验一次成功。

而当时试制工作需要一种软磁材料(工业纯铁)的过程也颇为周折。这种材料的特性是一通电磁性很强,一断电就几乎没有磁性。为了找到这一特殊材料,他们跑遍了上海所有的钢铁厂和有关材料研究所,都没能找到。后来一家研究所同意试制,但却开出了难以接受的条件。于是他们继续寻找,真是踏破铁鞋无觅处,功夫不负有心人,最后终于在某单位找到了60多公斤纯铁材料。可是该材料直径只有30毫米,而他们需要的是50毫米以上的棒料。于是又费了好大的劲,把这根细料镦粗后才派上用场。

由设计师陈天仁负责的感应式角度传感器改装,让他在困境中深深感到协作单位大力支持的难能可贵。因为改装技术变动很大,他对陀螺框架以及制锁机构凸轮等都进行了重新设计。图纸出来后,由于精度要求高,按照常规方法难以加工成型。于是他们求助于当时行业内精密仪表加工水平最高的上海仪表厂。厂方领导高度重视,派了一位八级钳工师傅参加试制工作。这位钳工师傅果然不负众望,与设计人员一起攻克不少工艺难题,并用不少土办法解决了传感器特性的测试问题。经过群策群力,一个具有自由陀螺功能的研制样机终于诞生了。

产品研制出来后,解决发射场问题是探空火箭工程中的一件大事,因为其中涉及到地方土地资源等诸多问题,非机电设计院一家所能为,必须由地方政府出面多方协调。由于上海市委表态全力支持,一路开绿灯,使得机电设计院吃了“定心丸”。而发射探空火箭涉及到火化工品的储存、转运和燃爆,具有一定的危险性,其安全问题必须高度重视。再加上保密的原因,这就需要选择一个远离市区、相对开阔、人烟稀少的地方进行。其间,杨南生副院长曾数次带领机电设计院的有关人员到上海市偏远的郊区多方勘察、选点,碰到没有路的地方,他们就骑着自行车前往。经过反复比较权衡,最后选定南汇县老港镇东南两公里的海边作为发射场,并一锤定音。

发射场的建设工作由杨南生主持,其中,主设备发射架由机电设计院设计,交由上海柴油机厂加工完成。但如何将发射架这一庞然大物运送到老港发射场,也是一道不小的难题。他们当时利用上海柴油机厂内的一个江边码头,把发射架装在一艘小火轮上,沿着黄浦江先运到南汇码头,然后再转移到小木船上,由船工摇到老港镇的小河边,再通过简易的设备,甚至人拉肩扛,硬是把发射架搬运到岸上。最后依靠两台卷扬机,用钢丝绳牵引的土办法,才一点一点地将发射架慢慢移到了预定的安装位置。就这样,费了九牛二虎之力,总算把这一笨重的“铁家伙”竖了起来。

据老同志崔晓翔回忆,南汇老港是一个海边小渔村,四周有小河围绕,仅有一座小桥与外界相通,交通条件十分不便。老港海边没有公路,装载产品的卡车只能在狭窄的海堤上慢慢行进,人在车上提心吊胆,唯恐卡车翻下海堤。到了村边,主要的设备还得用人力装卸搬运,再用竹排运到河对岸。那时的生活条件很差,每次执行任务都要自带行李铺盖,登上人货混装的卡车,连火箭上用的化工材料也装在车上,现在想想是很危险的。那时的工作室利用的是当地农民的草棚棚,墙壁斑驳、四面漏风。仪器设备就搁在农民的饭桌上。而我们的食宿也都在陋屋里,晚上没有床就在泥地上铺上一层稻草打地铺。由于正值困难时期,粮食定量低,没有荤菜供应,肚子里缺少油水,再加上每次做试验都来回奔忙,劳动强度并不低,每天饿得发慌,是大家的共同感受。

虽然那时的生活很艰苦,但从未吓退年轻的铸箭人,航天人中没有一个人当逃兵。蒋佩芳清晰地记得,在首次发射的前晚,外面飘着小雪,天气异常寒冷。而王希季总师却不畏严寒,在室外借助汽油灯光全神贯注地检查待发的火箭。因长时间受冻,他鼻子上挂着流出的清水,不久就冻成了一根细细的冰柱,而他连哈口气都顾不上,依旧全神贯注地沉浸在工作中。王希季这种忘我投入、爱岗敬业的精神,激励着全体工作人员。

由于经费困难,时间节点又紧,因此老港发射场各项设施都十分简陋。一台50千瓦发电机组是借来的,放在一间简易的芦席棚里;火箭推进剂的加注是用自行车打气筒加压进行的;发射场区内没有通信联络设备,各项工作命令全靠人员叫喊和手势来传递。而王希季他们的指挥所,则就地挖个大坑,再用几十个麻袋装上泥土堆积而成,看上去就像战争年代国民党军队构筑的地堡。正是机电设计院这帮无所畏惧、充满激情的年轻人,克服了一切难以想象的困难,终于迎来了梦寐以求的火箭的首次试射。年1月25日,首发火箭点火后,由于液体管道和推力室连接处被振裂,导致推进剂泄漏燃烧,使得首次发射失败。2月19日实施第二次发射。发射准备工作完成后,随着现场指挥员朱为公下达了发动机点火的口令,只见发射架旁涌起一团浓浓的白烟,火箭沿着导轨迅速飞出发射架,向着蓝天直奔而去。发射试验首次取得成功,飞行高度约为4~5公里。在发射现场指挥的副院长杨南生、总工程师王希季和全体参试人员一起热情地欢呼起来。

中国第一枚探空火箭T-7M在南汇老港发射成功,这是我国火箭技术史上第一个具有工程实践意义的成果,这一天被中国航天历史所记载。如权威的《当代中国的航天事业》一书中,就如实记载了T-7M火箭成功的史实。

在接下来的一段日子里,T-7M又进行了数次发射,均获得成功。加上固体燃料作助推器,飞行高度达到9.8公里。

大师关爱推动发展

首发及以后的数发探空火箭成功,在中央高层引起了不小的震动。钱学森得知这一消息后决定亲赴南汇老港去看一看中国探空火箭发射的实况。年4月29日,钱学森陪同张劲夫等一行风尘仆仆地来到老港海边发射场,与年轻的科技人员一一握手,向大家表示亲切的慰问,对大家付出的艰辛努力和取得的研制成果给予了高度肯定。

虽然已过去半个多世纪,但机电设计院的老同志李大耀回忆起那时的情景,依然记忆犹新:

当日下午3时半左右,我和钟兆迪正在离发射架有百米远的指挥所值班,忙着发射前的准备工作。这时,我们突然看见中国科学院力学研究所所长钱学森向我们走来。我在大学里学习空气动力学时已经知道钱学森教授是机翼理论中“卡门——钱近似”公式的提出者之一,这次在发射场能见到这位世界顶级的科学家,心中十分激动。正在我们不知所措之际,钱学森主动上前,热情地与我们一一握手,嘘寒问暖,关切地询问有关情况,并对我们所从事的工作给予勉励,希望大家再接再厉,把探空火箭事业进一步做好。

钱学森那天观看的是T-7M火箭的发射。一切准备就绪后,伴随着一阵口令和火箭尾部喷出的一道白烟,只见探空火箭像一条腾空的蛟龙直飞蓝天。数十秒后,天空出现了一朵白色的伞花,携带着回收装置缓缓飘落。此次发射取得圆满成功,发射现场顿时响起了一片欢呼声。接着,钱学森、张劲夫与大家一起聚集在发射架前合影留念,见证探空火箭的又一次发射成功。当时的参与人员有机电设计院党委书记艾丁、副院长杨南生、总工程师王希季等。

探空火箭的不断成功,中央领导的视察和鼓励,使得机电设计院年轻的科技人员干劲更大了,信心更足了,他们决心要在原来的基础上搞体积更大、发射得更高的火箭。考虑到南汇老港地区发射区域太窄,放不开手脚,发射架也太小,再加上回收舱落在海上有诸多不便。而且老港从保密和安全的角度来说,也不利于探空火箭事业的进一步发展。年3月,设计院经过实地考察,决定将新的发射场地址选在安徽广德地区的一个山坳内,代号为。新的发射架设计好后由上海江南造船厂协作突击加工而成。于是,一座52米高的笼式发射架在的山坳里拔地而起、直刺苍穹。

在发射场发射的是我国第一代液体燃料气象探空火箭(T-7)、生物探空搭载回收火箭(T-7AS1、T-7AS2)和T-7M试验火箭等多种用途和数种型号的探空火箭。气象和生物火箭的飞行高度一般可达到60公里以上,其中最高的一次飞行高度达到公里。这类火箭的箭头舱内设置了降落伞,降落伞又有主伞和副伞两种,以确保箭头舱的回收成功。回收后,科研人员可对收集到的大气压力、温度、风力、风速等气象资料进行综合分析。而生物回收火箭则进行了多次动物活体和生物菌种的搭载飞行试验。其间,T-7等各类火箭在发射场共发射了30多次。一次次的气象探测和环境探测飞行试验,以及各类生物火箭的回收工作,为以后我国的气象事业和航天事业的发展积累了丰富的工程经验及大量的第一手资料。

上世纪六十年代初,钱学森曾先后两次踏着泥泞的小路,前往南汇老港海边发射场观看探空火箭的发射。年12月,钱学森还深入到十分偏僻的安徽广德发射场观看和指导发射。那时发射场外面的公路距离发射塔架尚有数公里小路未整修好,车子开不进山沟里。于是,钱学森和大家一起在坑坑洼洼、尘土飞扬的小路上步行前往山里的发射场。大师的风范、高尚的德行,令陪同人员十分感动。他还勉励年轻人要树雄心、立壮志,外国人能做到的,我们也一定能干出来。在发射现场,他仔细地观看竖立在发射架上的探空火箭,向陪同的技术人员询问有关专业问题,并对关键技术给予指导。遗憾的是,那次发射受挫。但钱老并没有责怪大家,以宽广的胸怀包容科学试验的失利。

另外,在探空火箭初创年代,钱学森还多次亲临机电设计院早年设在淮海中路上的淮中大楼的总部,以及虹口区四达路上的总部。其间,钱学森或陪同中央领导视察,或听取工作汇报,或检查指导业务,或为年轻人培训授课,机电设计院两处的总部,以及上海的部分探空火箭协作单位,均留下了大师对探空火箭事业关爱和牵挂的足迹。

院企合作攻坚克难

由于航天工程系统庞大、集成度和科技含量都很高,且涉及的领域和范围又很广,决非一二家单位可包揽,所以必须走全国大协作之路。这是钱学森一贯推崇和倡导的理念。早在“两弹一星”开创初始阶段,钱学森就曾向周恩来总理提出:“‘两弹结合’不仅仅是核和航天两个部门的事,要组织全国各有关单位、部门大协同。”而中国航天的成功史,实际上就是一部全国大协作的成功史,也是钱学森系统工程思想的实践成果。因此,我们从中可以体会到钱学森在航天事业创建伊始就向周总理提出的“全国大协作”的意见是多么具有超前的预见性。正是基于航天工程这一特殊性和重要性,在高度概括的“航天精神”和“两弹一星”精神中,都写入了“大力协同”的字样。

钱学森深深知道,对探空火箭来说,光靠机电设计院一家“单打独斗”肯定难以出成果,必须充分利用上海地方工业基础扎实、人才实力雄厚、制造能力较强的优势,以探空火箭为抓手,加强机电设计院与地方各厂所的联手,开展多方面的大协作,构建院企产学研平台。同时,以此举调动院企两个方面的积极性,使得技术创新和制造能力两翼齐飞。

当时在国内,除了钱学森,谁也没有见到过火箭,更不要说搞火箭了。虽然第一设计院年轻的科技人员以“初生牛犊不怕虎”的勇气设计出了T-3、T-4、T-5、T-6等好几款火箭,但那毕竟是纸上的东西,要把纸面上的图画变成真正的火箭产品,在研制中碰到了许多工程上难以解决的问题,而解决这些技术问题必须借助外力,用大协作来解决工程上的问题。于是,钱学森决定利用去上海的机会,走访和调研部分工业基础比较好、加工能力比较强的相关企业,加强院企的结合,以解决探空火箭零部件的生产加工组装等问题。如当时与上海机电设计院密切合作的有空军13修理厂,该厂主要帮助解决探空火箭的总装总调和整体检测试验等问题;如上海柴油机厂主要以研制液体发动机为主及T-7M总装;上海机床厂帮助解决液压部件等问题;上海电机厂帮助解决振动台等问题;上海四方锅炉厂帮助解决火箭推进剂储箱和高压气瓶等问题。

在这之前,上海市委曾召集上百家大厂的厂长和党委书记开会,会议特地邀请钱学森作报告。钱学森在动员讲话中希望大家行动起来,积极响应党中央、毛主席的伟大号召,向高科技领域进军,尽快把火箭卫星送上天,赶超世界先进水平。他还如数家珍地讲述了研制火箭和卫星的重要意义,推动工业现代化和技术创新发展的积极作用,还讲了研制加工航天尖端产品的质量和精度要求,以此来提升上海的工业基础和制造能力。钱学森的动员讲话受到了与会者的热烈欢迎,对日后机电设计院加强与地方企业的合作、赢得协作支持,起到了良好的促进作用。

曾任上海柴油机厂厂长兼总工程师的赵世愚(后任上海航天局副局长)撰文回忆了钱学森来厂调研和上海第一台液体火箭发动机诞生的过程:

记得年下半年,钱学森陪同张劲夫等中国科学院的领导、专家专程来厂参观调研,当时就是由赵世愚负责接待的。他们在参观了精密加工车间、高合金钢热处理炉等后,对该厂的高精度加工、模具制造和精密测量技术很感兴趣。正是这次参观调研,决定了上海柴油机厂研制液体推进剂火箭发动机的命运。后来,机电设计院副院长杨南生、总工程师王希季等领导和科技人员多次来厂,就研制探空火箭发动机任务进行协调磋商。于是,液体火箭发动机的研制工作在该厂悄悄展开。

虽然火箭发动机也叫发动机,但和柴油发动机相比,无论是工作原理、燃料性质,还是产品外形、生产加工等方面,都有着天壤之别。当时厂里没有一个人接触过这类发动机。其实上海机电设计院的同志也没有接触过。正因为大家都在一条起跑线上,共同的研制目标将院厂的同志紧紧地捆绑在一起,形成了利益共同体。于是,院厂的同志们日日夜夜聚集在一起,边学习边摸索边实干边攻关。从冲压模具的设计、制造、试验,到高强度铝合金的充气低压铸造、喷射器的精密加工和热处理,及推力室的成形、焊接和组装,一直到发动机的装配,许多技术难关都被他们一一攻克。在大家的共同努力下,一个个崭新的火箭发动机零件、组件终于诞生了。年的冬天,他们只用了不到3个月的时间,就一气呵成地将T-7M主火箭发动机组装成功。

火箭发动机虽然研制出来了,但它必须通过试车台进行热试车来验证。经过多方协调,他们决定利用江湾机场内的一座旧碉堡,稍加改造后作为火箭发动机试车台。经热试车,测量出的数据完全达到预期的技术要求。就这样,第一台完全由中国人自主设计、自主制造的液体火箭发动机在上海诞生。年4月的一天,钱学森在机电设计院党委书记艾丁和副院长杨南生的陪同下,在设计院的产品陈列室参观部分火箭零部件,钱学森一眼就看到了这台小发动机,里里外外研究了很久。

正是这台体积和推力不怎么大的发动机,于年2月在上海南汇海边把第一枚T-7M火箭射向空中,并获成功。

工程实践意义重大

航天技术在于继承、延续和发展。作为具有开创性的探空火箭工程技术,在继承、延续和发展上可以说是开了先河,其重要的实践意义和先锋作用,越来越让人感到是早期航天事业的不可或缺。

也许,探空火箭的科研成果并不像大型运载火箭和卫星发射那样场面气势恢弘、引人注目,但是作为中国航天事业发展的探路者和先行者,它所起的先导作用和取得的科研成果同样不可忽视。探空火箭作为一项系统工程,它的工程实践意义,对日后的运载火箭和卫星的发展所起到的引导和推动作用,是其他工程技术所不能替代的,值得在中国航天发展史上书写一笔。

作为当年机电设计院主管技术的主要指挥者,王希季谈到探空火箭这一话题,记忆犹新,非常动情,认为当年钱学森领导我们搞探空火箭作为中国航天事业的起步,现在回过头来看,无疑是一个非常英明的决策。如果我们不顾当时国情,贪大求洋,急于“放卫星”,很可能要面临一次次失败,陷入被动境地,不仅饱尝苦果,挫伤大家的热情,更主要的是研制工作将走一大段弯路,研制进度严重滞后,并浪费宝贵的时间。

王老虽然年近九旬,但精神矍铄、思路清晰,侃侃而谈。他向我们深情地回忆了那段难忘的岁月:

那时我们在钱学森的直接领导下,凭着年轻气盛,思想解放,没有禁锢,按照研制规律大胆地试、大胆地闯,完全依靠自己的力量自主地搞出了T-7M等系列探空火箭,为未来发展运载火箭和发射卫星打下坚实基础。T-7M火箭的发射成功,在中国航天发展史上的意义非常重大,从工程意义上来说,它毕竟是第一次。它作为一个完整的系统,是我们对航天系统工程的一次有益尝试和成功实践。在T-7M发射成功之后,探空火箭的研制进入了一个黄金时期,品种也呈现多种多样,有气象火箭,有电离层火箭,有生物火箭等,还有返回回收装置等。我们这支队伍在没有别人帮助,也没有他人提供现成资料的情况下,硬是依靠自己的能力,在实践中敢于探索,敢于创新,敢于实践,直到逐步掌握了整个探空火箭的研制、发射和回收过程,其中包括关键的发动机液流控制技术、火箭分离技术、发动机液体燃料和固体燃料等。

又如,我国开始研制第一颗人造卫星后,为了检验运载火箭末级固体发动机在高空环境下点火系统工作的可靠性,机电设计院研制了高空点火试验火箭T-7A(Y5)。该火箭是在T-7A火箭的基础上,增加了一级固体推进剂火箭发动机和箭头,组成三级无控制火箭。年8月,该火箭发射成功,飞行高度达到海拔公里,实地验证了拟用于我国第一种航天运载火箭末级的固体发动机点火器工作的可靠性,为我国第—颗人造卫星上天的技术准备作出了贡献。

王老深有感触地说,那时机电设计院上下都很年轻,怀着满腔的爱国热情和一颗报国之心,人人干劲十足,没日没夜,从不感到疲倦,恨不得把一天当作两天用。那时白天大家抓紧时间工作,每天晚上院里每间办公室的灯光都灯火通明,大家或是在加班加点,或是开会研讨技术,或是在学习业务知识,到了深夜12点都不想走。办公室主任着急了,一遍又一遍地催着大家赶紧回家,因为明天还要正常工作啊。正是通过对探空火箭的全过程参与,锻炼了一支早期的航天工程研制队伍,其中许多人成为我国航天领域的领军人物或技术骨干。

以后几年,我国的长征一号火箭和东方红一号卫星的发射成功,离不开探空火箭为之打下了的基础。还有,通过探空火箭的研制,使我们有了系统的观点、系统的策划、系统的考虑、系统的抓总能力,这对一个相对成熟的航天工程研制队伍来说,是非常难能可贵的历练。而东方红一号卫星的方案以及初样研制,早先都是由中科院设计院搞的。探空火箭还为航天器的研制做了很多有价值的高空实验。例如,生物火箭技术、有效载荷回收技术、高空照相拍摄技术、红外地平仪、发动机高空点火飞行试验等,这些都对后来的航天事业的发展起到了借鉴作用。

我国的返回式卫星回收技术和以后的载人航天工程返回技术既是一大技术亮点,更是一大关键技术难点。而早期探空火箭的回收成功技术为此作出了重要探索和铺垫。早在年8月,在钱学森的建议下,由中央专委会第13次会议批准的《关于发展我国人造卫星工作的规划方案建议》中,写进了“我国人造卫星以应用卫星为主,应用卫星以返回式遥感卫星为主”的决策文字。这对我国今后重点发展返回式卫星起到了定海神针的作用。而返回式卫星技术的“鼻祖”,非探空火箭莫属。

据北京空间技术研究院(五院)的林华宝院士回忆,航天器回收技术就是上海机电设计院从年研制T-7M火箭的回收系统开始的。当时,他和20多位刚走出校门的年轻人接受了这一开创性的任务。而在这之前,谁也没见到过降落伞,也不知道降落伞的高空回收是怎么回事。他们分头到各个图书馆、档案馆,查阅这方面的有关资料,学习掌握空间回收知识。同时还寻到了上海跳伞中心,向跳伞运动教练请教降落伞的基本知识和原理。经过一段时间的学习、摸索和实践,他们终于设计出了第一批降落伞的图纸。接着,他们又从同事家里借来两台家用缝纫机,想方设法请来了两位服装厂的裁缝师傅,对降落伞进行缝纫加工。就这样,第一批用于回收的降落伞,由一群敢闯敢干的年轻人设计出来,并在最简陋的作坊里诞生。

而用于头体分离的爆炸螺栓是火工品装置,具有一定的危险性。他们又冒着危险在江湾机场的地堡里一次次地开展各种爆炸试验,从中摸索到了规律和特性,并研制出了第一批爆炸螺栓。而控制头体分离的部件,他们则用一根康铜丝栓在小台钟的摆轮上,然后通过通电熔断进行时间控制。而用于试验的空投模型则是由一段粗木头配上一块白铁皮敲打成的模拟箭头制成。该项试验经过两个批次的空投失败后,终于在年4月17日T-7M批探空火箭上获得成功。虽然这一回收系统今天看来不怎么起眼,甚至很土,但却是我国有史以来第一个实施的火箭回收系统,回收载荷的重量分别为25公斤和63公斤。

随着任务的调整,以及体制的变化,年初,根据上级的指示精神,上海机电设计院划归国防部五院,并于年7月至8月迁往北京,改名为七机部第八设计院(即所前身)。正因为第八设计院在六十年代有着一段重要的探空火箭回收研制的经历,钱学森等力挺其承担我国返回式卫星的预先研究工作。所后来还成为我国载人航天工程中飞船返回舱回收技术抓总单位。

而在上世纪六十年代初中期,上海机电设计院在开展探空火箭返回装置试验时,钱学森就意识到我国返回式卫星的研制势在必行,要提前做好技术储备。年初,钱学森抽调机电设计院的孔祥言、朱毅麟、李颐黎、褚桂柏四人小组到北京专门收集这方面的资料,其中,美国刊物上公开发表的发现者号返回式卫星的两张原理示意图,给了他们很大的启发,使得他们对返回式卫星的总体构成、气动力外形、卫星飞行程序和返回轨道等,有了更加全面的了解和认识。同时通过搜集和消化这方面的资料,对我国第一颗返回式卫星的研制也有了自己的总体设想。其间,对于卫星的回收方法,钱学森告诉他们,要认真研究美国发现者号的海上回收方法是否可取。正是由于钱学森的提示,让他们仔细研究我国的国情,并结合探空火箭成功的回收经验,最终否定了海上回收的办法,选择内陆四川盆地较为荒凉的山区,作为陆地回收方案的着陆地点。这一方案得到了钱学森的首肯。

当返回式卫星研制气候逐步成熟时,根据中央专委第13次会议批准的《关于发展我国人造卫星工作的规划方案建议》文件有关决策。为加速返回式遥感卫星的发展,尽快进入研制程序,年6月,钱学森要求王希季具体抓总负责这一项目,迅速组织总体设计队伍,开始返回式卫星方案的初创研究。而当年搞探空火箭回收装置的主力队员林华宝,则成为王希季麾下一员得力的大将(林华宝后因在返回式卫星领域以及载人航天工程飞船返回方面作出了突出贡献,当选为中国工程院院士。当年机电设计院老同志中当选为院士的共两人,另一个是王希季)。

年,钱学森任国防科委副主任后,大力推进返回式卫星的研制试验。历时五年,终于结出硕果。年11月26日,我国首颗返回式卫星由长征二号火箭发射升空,三天后,即11月29日,卫星返回舱按照指令返回贵州省六枝地区落点。返回式卫星飞行获得圆满成功。

我国的回收着陆技术从无到有、从作坊式生产到具有一定现代化规模研制的发展,从最初的探空火箭回收起家,最终实现了卫星、飞船、战略武器数据舱等航天产品的整体回收,使我国成为世界上第三个独立自主、完全依靠自身力量实现卫星和飞船回收着陆的国家。这些辉煌成果,都与探空火箭所作出的探索性贡献是分不开的。

悉心指导培育新人

搞航天,不仅需要大量的财力物力,更需要大量的高科技人才。而当年我国的航天事业刚刚起步,专业人才的匮乏是初创时期最大的问题,也是制约发展的瓶颈。为此,聂荣臻元帅多次指示钱学森在百忙之中要抽出一定时间,给刚加入航天队伍的中科院、老五院的大学生和设计师,以及室主任等上上课,加强航天专业知识的培训,让他们在较短的时间内掌握航天知识和工程技术,加快推进事业的发展。对此,钱学森遵照聂帅的指示精神,身体力行,夙夜在公,集中一段时间潜心备课。其间,他根据不同的专业和不同的授课对象,就宇航原理和工程实践,撰写了以《导弹概论》和《星际航行概论》两本书为代表的宇航培训教材。同时抽出大量宝贵的时间,为那些刚刚踏上航天岗位、初入航天门槛的年轻人进行深入浅出的专业培训,并具体指导他们的专业工作。

上世纪五十年代末、六十年代初,我国既没有专门的航天院校,,也没有开设相关专业课程,师资力量缺乏,教材资料等也不具备.。因此,那时加盟航天队伍的年轻人,除了听说过导弹、火箭、卫星这些航天产品的名词,根本不知道航天产品为何物,长什么模样。而对于产品结构、工作原理,设计、生产、加工、检验等流程,以及发射场景等,更是一无所知。

早在国防部五院成立前后,钱学森就亲笔撰写了中国第一本导弹教材——《导弹概论》和另一本教材《工程控制论》,为我国导弹事业的起步发展培养年轻人起到了积极推动作用。钱学森在讲课中直言,苏联能搞导弹火箭,我们为什么不能干?以此来鼓励大家克服畏难情绪,树立干成事业的必胜信念。他还对大家说,搞科研就是要搞最尖端、最难的。他强调,不论做事还是做学问,不应迷信权威,要有质疑精神,要有自己的判断。尤其在学术问题上,要坚持自己的观点。他对年轻人寄予深厚的期望,他说,我不这样认为,我回国后开办了许多培训班,来培养人才,如果你们都做研究,那么一百个人做的肯定比我一个人做的多,贡献也大。钱学森不仅热情地给年轻人讲授宇航知识,还十分慷慨地拿出自己获得中科院自然科学奖金一等奖的1万余元,让教务人员去为班上每位学生配一把计算尺,共计买了多把。尤其是那些家境贫寒的学子们,抚摸着钱老给他们买的计算尺,更是爱不释手。现在看来,那种依靠手工移动的木质计算尺实在是件很不起眼的低档物品,但在那个物质匮乏、经济贫困的年代,一把计算尺的市场价格要十多元,而当时一个普通工人一个月的工资也就二三十元。从中我们可以看见钱学森的高风亮节和崇高品德。可以说,在早期的航天起步发展阶段,钱学森在培养航天新人方面,既倾注全力,无私资助;又大胆放手,鼓励创新。这一期间,钱学森以他宽广的胸怀,坦荡地奉献出渊博的知识,让航天新人在他的精心栽培和关怀呵护下茁壮成长。

当年上海机电设计院年轻人的学习热情都很高,老同志蒯文娟回忆说,机电设计院创建伊始,面对火箭专业知识的极度缺乏,大家虚心学习,刻苦钻研,不仅一心扑在工作和学习上,而且把许多业余时间都用在了跑新华书店或查找消化资料上。大家相互学习,交流体会,不耻下问,上上下下形成了良好的学习风气。而当时,谁若能买到一本导弹火箭专业方面的书籍,简直就像如获至宝,而钱学森的《导弹概论》成了他们唯一的启蒙专业书。王希季总工程师则多次给年轻人讲授“概论”课,传授火箭专业知识,大家如饥似渴地学,认真做笔记,坚持边学边干,在科研实践中增长才能。

作为曾经多次聆听过钱学森讲课和接受过钱学森耳提面命指导的上海机电设计院的老航天李颐黎,对此有着深切的感受和挥之不去的记忆。他在回忆中说,钱学森对年轻人进行航天专业知识的培训就像及时雨一样,让他们这批人成为中国航天早期队伍中的受益者,并成为业务骨干。那时钱学森的教学热情很高,在授课中,恨不得把所有的知识和经验都倾囊奉献给大家。他多次表示:“我是推行星际航行的积极分子”。由钱学森等3位科学家主持的中国科学院星际航行讲座,自年6月开办以来,在三年中一共举办了12次,每次都由一位专家作主题演讲,然后大家围绕主题敞开思路开展热烈讨论。钱学森在第一次讲座上作了题为《今天苏联及美国星际航行火箭动力及其展望》的演讲,李颐黎和许多科学家、中青年科技人员都积极参加了上述受益匪浅的学术活动。年,钱学森还在中国科技大学开设并亲自讲授《火箭技术概论》专业课程。在此基础上,钱学森于年编写出版了《星际航行概论》。该书和《导弹概论》成为钱学森年回国后撰写的首批经典著作。

李颐黎是幸运的。年8月,他从北京大学数学力学系力学专业毕业,有幸到中国科学院设计院(所前身)工作,承担人造卫星和运载火箭总体设计任务。当时他们这些大学生都年轻气盛、风华正茂,急切地想干出成绩,报效祖国。但毕竟没有学过航天专业,又常常为自己的专业知识浅薄而感到心有余而力不足,显得很焦虑。正是在他们夜以继日进行运载火箭设汁和计算的关键时刻,钱学森作为设计院的上级机构的技术领导,多次到设计院指导他们的具体设计。钱学森渊博的知识、深厚的专业功底、平易近人的风度,既给大家留下了深刻印象,又让大家学到了书本上所学不到的实践知识。

年11月,设计院(即后来的上海机电设计院)搬迁到上海后,李颐黎当时负责一个探空火箭型号的空气动力构形设计工作。在设计中,由于他不清楚其尾翼应取多大面积才能保证稳定飞行。于是,他想到了钱学森曾经在美国搞过探空火箭,有着丰富的理论知识和实践经验,就大胆地写了一封信向钱学森请教。钱学森一点也没有架子,在百忙之中给李颐黎回了信。钱学森在信中指明了探空火箭尾翼设计应考虑的几个问题。正是钱学森的指点,使他深受启发,获益匪浅。

记得在那几年间,钱学森十分







































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