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        通天大道的鋪路人記中國彈道設(shè)計專家余夢倫院士

        2012-02-21 09:40:44泠風(fēng)
        衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò) 2012年6期
        關(guān)鍵詞:設(shè)計

        + 文/泠風(fēng)

        他是一名航天人。

        在半個多世紀(jì)的職業(yè)生涯中,他只做過一件事,那就是實用彈道工程設(shè)計。他為我國彈道式導(dǎo)彈和大型運載火箭的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn),也因此被公認(rèn)為中國彈道設(shè)計的開拓者。

        在半個多世紀(jì)的職業(yè)生涯中,他只當(dāng)過一次“官”,那就是航天系統(tǒng)中最基層的管理職位班組長。這個班組后來以他的名字命名,成為中國航天系統(tǒng)中第一個以院士名字命名的班組,也被譽為“中國航天第一班組”。

        他是中國科學(xué)院院士,亦是全國勞動模范,但他更喜歡稱自己為“平民院士”。

        他就是余夢倫,中國航天科技集團(tuán)公司一院的航天飛行力學(xué)專家和火箭彈道設(shè)計專家。

        父親和名師樹立的榜樣

        1936年11月8日,在上海一條普通的弄堂里,一個余姓人家迎來了一個旺盛的小生命。這是一個男孩,欣喜中的父親為他取名為余夢倫。

        余家的原籍是浙江余姚,祖輩都是與土地打交道的莊稼人。臨海的家鄉(xiāng)地少人多,余夢倫的祖父早早就離開家鄉(xiāng)到上海闖蕩。隨后,他的父親也來到上海,成為一家西藥房的學(xué)徒,并且很快站穩(wěn)了腳。

        在余夢倫眼里,父親是一位了不起的人。他只上過幾年私塾,既不懂藥學(xué)知識也不會英語,但最后憑借自己的努力,不僅英語學(xué)得很好,而且考取了藥劑師證書。在余夢倫的記憶里,小時候家里到處都是英文醫(yī)學(xué)書,他那位從來沒有上過大學(xué)的父親用親身行動告訴了他努力奮斗的結(jié)果。

        在解放后,他的父親成為一家公私合營大藥房的公方經(jīng)理,并獲得了余夢倫的欽佩。他從小就視父親為榜樣,立志做一個對社會有用的人。即使在成為院士后,余夢倫也總是不停地謙稱“自己沒有父親做得好"。

        少年時代的余夢倫學(xué)習(xí)不錯,但因為有嚴(yán)重的口吃而很自卑。他還清楚地記得,有一次課堂提問,他明明知道答案,卻因為口吃說不上了,令他感到無比羞愧。從此以后,他的性格變得更加內(nèi)向了?;蛟S因為性格原因,余夢倫更喜歡在在數(shù)字世界里尋覓自己的快樂。在一條條公式和由數(shù)字組成的縱橫迷宮中,他盡情地享受著攻關(guān)的愉悅,并且從不感到寂寞。

        對數(shù)字的喜愛和坐得住的性格,為余夢倫后來始終如一地從事彈道設(shè)計打下了堅實基礎(chǔ)。

        1955年,18歲的余夢倫以優(yōu)異成績考入北京大學(xué)數(shù)學(xué)力學(xué)系,三年后專攻計算數(shù)學(xué)。北京大學(xué)有著豐沃的學(xué)術(shù)土壤,余夢倫像一棵挺拔的樹苗,吸吮著濃郁的學(xué)術(shù)營養(yǎng)在這里茁壯成長起來。五十多年后,他還清楚記得周培源和丁石孫兩位先生給他們上課的情景,“周先生教我們理論力學(xué),他感冒了流著鼻涕還在課堂上給我們講解。丁石孫先生教我們線性代數(shù)時也特別認(rèn)真。在大學(xué)的幾年里,我從未見過老師在課堂上訓(xùn)斥學(xué)生,他們對學(xué)生的熱心程度令我們非常感動?!彼灿浀缅X學(xué)森先生去北大做報告的往事,“每當(dāng)有錢先生的報告,學(xué)生們就是不吃飯也要提前跑去占座?!?/p>

        北京大學(xué)教給了余夢倫知識也教會了他做人,余夢倫在他的班組里發(fā)揚了老師的這種精神,提倡“以樸素的思想鍛煉人,以寬容的心態(tài)容納人,以嚴(yán)格的作風(fēng)要求人,在生活上給人以關(guān)懷和照顧,在工作上給人以耐心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求?!彼谋砺首饔?,使得“余夢倫班組” 的每位組員都能夠與集體產(chǎn)生強烈的共鳴。在北大,余夢倫受到多方面的熏陶,也培養(yǎng)起了對音樂的興趣。在幾十年的科研工作中,每當(dāng)勞累的時候,音樂都是他的良伴。

        扎根航天領(lǐng)域,開拓通天大道

        1960年,余夢倫從北京大學(xué)畢業(yè),走進(jìn)剛剛組建三年的國防部第五研究院。“當(dāng)時,大學(xué)生分配工作,不像現(xiàn)在可以自由選擇。那時候,就是系里把幾個人叫去,說,‘根據(jù)上級決定你們倆要到某單位去工作,回去準(zhǔn)備一下,明天單位來車,接你們過去?!庇鄩魝惢貞浾f。國防部第五研究院屬部隊編制,余夢倫從一個文弱學(xué)生一下變成了威武軍人。

        “我當(dāng)了五年的兵,但是沒有拿過槍?!彼χ钠鹜?。

        直到穿上軍裝,余夢倫還不清楚自己所學(xué)的數(shù)學(xué)專業(yè)和研發(fā)衛(wèi)星火箭有多大關(guān)系。他的武器是一臺老舊的手搖計算機,負(fù)責(zé)做各種運算。這,即是余夢倫步入導(dǎo)彈火箭彈道設(shè)計領(lǐng)域之始。

        1960年11月5日,參加工作不到三個月的余夢倫目睹東風(fēng)一號導(dǎo)彈成功發(fā)射,這讓他備受鼓舞,很快提出了有異于蘇聯(lián)提供的三維彈道運動方程。這一方程改進(jìn)了彈道設(shè)計方法,保證了落點精度,為我國的火箭彈道設(shè)計打下了基礎(chǔ)。這位24歲的年輕人在以后的彈道設(shè)計中不斷迸射出智慧的光芒。上個世紀(jì)七十年代,余夢倫開始參與衛(wèi)星的彈道設(shè)計,他系統(tǒng)地提出了導(dǎo)彈和運載火箭彈道設(shè)計的理論和方法,并為我國多個型號的運載火箭設(shè)計出了最美麗的“空中軌跡”。

        彈道設(shè)計,通俗地講就是為運載火箭設(shè)計飛行軌跡,包括確定火箭起飛的地點、方式、速度,提高飛行的高度、速度、有效載荷等。運載火箭的彈道設(shè)計是火箭核心參數(shù)的基因和靈魂,由于精度要求高和計算量大,彈道設(shè)計被稱為火箭發(fā)射設(shè)計中“總體中的總體”。余夢倫正是這樣一個“總體中的總體”的核心人物。如何提高射程、精度,設(shè)計出既省時又能提升火箭運載能力的優(yōu)化彈道,這即是他半個多世紀(jì)都在為之奮斗的科技目標(biāo),而他也在這個領(lǐng)域取得了令國人為之驕傲的輝煌碩果。

        上世紀(jì)70年代初,他提出小推力彈道方案,采用推力程序優(yōu)化法為我國發(fā)射返回式衛(wèi)星研究出最佳彈道,使火箭的運載能力提高了25%。這項突破性技術(shù)成果獲得1978年全國科學(xué)大會獎,余夢倫也在1979年被評為全國勞動模范。

        1984年,我國需要發(fā)射一顆地球同步軌道衛(wèi)星,綜合當(dāng)時的情況,設(shè)計出來的彈道方案均不理想,要么對落區(qū)安全有威脅,要么不在測控范圍內(nèi)。余夢倫提出用“迭代算法”設(shè)計優(yōu)化的停泊軌道方案,并合理選擇了停泊軌道的遠(yuǎn)地點位置,他和班組里成員一起熬了幾個通宵,終于設(shè)計出了一條最優(yōu)彈道,成功解決了發(fā)射軌道、長征三號運載火箭運載能力和測量系統(tǒng)之間的矛盾。

        1985年,他首次提出高空風(fēng)彈道修正方案,為解決高空風(fēng)對火箭飛行的影響打下了良好基礎(chǔ)。同時,余夢倫以自己的原始研制記錄,有力批駁了美國少數(shù)別有用心的人所謂“中國在衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)中從美國獲取了高空風(fēng)彈道修正技術(shù)”的傳言。

        上世紀(jì)60年代末,在遠(yuǎn)程火箭研制中,他首先提出了改射程關(guān)機為速度關(guān)機的方案和模擬再入環(huán)境的低彈道方案,解決了遠(yuǎn)程火箭國內(nèi)試驗彈道設(shè)計難題,為有限射程范圍內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)程火箭飛行試驗提供了有效的飛行彈道方案,加速了我國遠(yuǎn)程火箭的飛行試驗發(fā)展。

        上世紀(jì)90年代初,在接受發(fā)射國外衛(wèi)星的重任后,為優(yōu)化火箭運載能力,余夢倫提出火箭總體參數(shù)和彈道的一體化設(shè)計的彈道方案,為18個月如期拿出合格的火箭實現(xiàn)對外發(fā)射合同爭取了時間。這種大型捆綁火箭的設(shè)計方法為發(fā)射外星打下基礎(chǔ),并獲得國家科技進(jìn)步一等獎。

        一次次智慧的拼搏,一項項傲人的業(yè)績。余夢倫于1999年當(dāng)選為中國科學(xué)院院士,成為航天系統(tǒng)中從基層工作做起最終成為院士的唯一。

        漸漸地,余夢倫對彈道設(shè)計產(chǎn)生了深厚的感情,并為他熱愛的彈道設(shè)計多次放棄了工作調(diào)動機會,“換崗就可能脫離彈道設(shè)計工作,所以,我沒有考慮過要調(diào)動工作。”他深情地說,“我喜歡這個崗位,熱愛這份工作?!?/p>

        “我時常覺得,能夠進(jìn)入航天領(lǐng)域工作,是一種幸福?!睂τ鄩魝惗裕切┮话闳丝磥砜菰锏臄?shù)字、繁瑣的計算和弧線形的美麗軌跡,早已成為他生命的一部分。

        過硬數(shù)字鑄就的膽量

        “彈道設(shè)計,讓我忘記勞累。雖然在編程和建模時也會遇到很多困難,但一次次攻克技術(shù)難關(guān)帶來的成就感,又會讓我體會到無與倫比的幸福感。”余夢倫常這樣說。

        的確,余夢倫是用數(shù)字征服太空的人,他對事業(yè)的孜孜追求體現(xiàn)在他扎實的業(yè)務(wù)功底上。幾十年來,在參與設(shè)計的火箭軌道的過程中,不管做過多少計算,編過多少程序,做過多少建模,每一串?dāng)?shù)字背后蘊藏的都是他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和一絲不茍的治學(xué)精神。

        精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析,令余夢倫在危機時刻能果斷抉擇,避免了一次火箭飛行安控誤判事件的發(fā)生。

        上世紀(jì)90年代,中國準(zhǔn)備用長征火箭發(fā)射外國一顆衛(wèi)星,由于此前一顆衛(wèi)星的發(fā)射失利,對此次預(yù)定發(fā)射任務(wù)造成影響。發(fā)射前,外方突然提出發(fā)射場的安全飛行問題,并表示問題解決前,不會來華參與發(fā)射工作。對此,余夢倫對飛行彈道安全方案進(jìn)行了深入的計算分析,提出了新的安全飛行方案。在談判的過程中,余夢倫以其充分的理論根據(jù)、詳實精確的數(shù)據(jù)和大量圖表贏得了外方專家的認(rèn)可,發(fā)射任務(wù)得以繼續(xù)執(zhí)行。

        為了確保飛行安全,發(fā)射前試驗隊領(lǐng)導(dǎo)決定,彈道設(shè)計人員必須與基地安控指揮協(xié)同工作。余夢倫受命承擔(dān)重任,并與基地安控總指揮約定了安控炸毀判決操作程序:一旦火箭出現(xiàn)故障,當(dāng)飛行軌跡達(dá)到炸毀線時,同時舉手示意即可對火箭發(fā)出炸毀指令。

        在預(yù)定的發(fā)射時間,衛(wèi)星即將升空。“十、九、八、七、六、五、 四、三、 二、 一”,隨著一聲發(fā)射號令,長征火箭再次點火騰飛沖向云端。余夢倫和所有的發(fā)射人員一起緊緊地盯著監(jiān)控屏幕。5秒過去,正常;10秒過去,正?!欢?0 秒過后,火箭的安全控制系統(tǒng)突然顯示“飛行異?!?,一瞬間所有人的呼吸都變得急促起來。

        這時候,余夢倫集中精力注視著遙測和外測顯示數(shù)據(jù)和曲線,并果斷做出火箭飛行軌道正常的判斷。他那只示意火箭炸毀的手一直沒有抬起來,火箭按預(yù)定程序繼續(xù)飛行。最后,長征火箭準(zhǔn)確無誤地將衛(wèi)星送入了預(yù)定軌道。

        “余夢倫班組”永遠(yuǎn)的組長

        班組,對于中國人是一個毫不陌生的詞匯。在航天系統(tǒng)中,班組是最小的科研攻關(guān)單位。

        在航天系統(tǒng)的院士中很少有人像余夢倫一樣,幾十年都扎根于一個班組之中,成為這個班組的科技導(dǎo)師和精神偶像。在中國科技界,也僅有一個班組用一位院士的名字命名,那就是“余夢倫班組”,是對余夢倫幾十年扎根基層的肯定。

        “你的導(dǎo)師是誰,你的師傅是誰,如果追根溯源,都可以追到余夢倫老師那里。”“余夢倫班組”的一位博士生這樣說。在余夢倫的言傳身教下,這個團(tuán)隊的年輕成員學(xué)會了低調(diào)做人、踏實做事,用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和高超的業(yè)務(wù)能力去鋪設(shè)每一條通天大道。

        中國航天科技集團(tuán)公司一院一部十一室一組即是“余夢倫班組”,它的全稱是“彈道、制導(dǎo)及精度分析工程組”。這個班組成立于1965年,那時候余夢倫和他的戰(zhàn)友剛剛集體轉(zhuǎn)業(yè)到地方。

        從成立第一天,余夢倫就在這個班組中,20年之后,他成為這個班組的第五任班組長。余夢倫在這個班組中工作了40多年,他在彈道設(shè)計中的很多成績都離不開這個班組的寬厚背景。2009年1月9日,余夢倫曾經(jīng)工作過的班組——航天一院一部十一室一組被正式授牌為“余夢倫班組”,這是首個以院士名字命名的科研類班組。

        余夢倫是個謙虛的人,每每提起“余夢倫班組”,他必定要講起這個班組的第一任組長——中國第一代火炮彈道專家方俊奎。方俊奎1937年畢業(yè)于清華大學(xué),1956年投身航天事業(yè)。“是他籌建了這個彈道組,他是我們的彈道策略的奠基人、創(chuàng)始人?!庇鄩魝惒恢挂淮蔚貜娬{(diào)。方俊奎是在職業(yè)生涯中對余夢倫影響較大的一個人,也是他十分敬佩的前輩科學(xué)家。

        談到班組,余夢倫有說不盡的感情。他會屈指數(shù)起那些因為過度勞累而早逝的親密戰(zhàn)友,亦會帶著欣慰的笑容聊起自己培養(yǎng)的那些年輕骨干,“我覺得很重要的一點就是班組的團(tuán)結(jié)、和諧,大家都在這個環(huán)境里去努力,不計較小事,所以工作起來,很愉快?!庇鄩魝惿钋榈卣f。

        如今,余夢倫成了負(fù)責(zé)把關(guān)總體部彈道設(shè)計的權(quán)威專家,有了自己的院士工作室,但時不時地,他還會來到“余夢倫班組”,和那些“70后”“80后”的年輕人一起埋頭于彈道設(shè)計計算。作為“余夢倫班組”的終身名譽班組長,他的心永遠(yuǎn)和自己的班組連在一起。

        “自強、自立、自信,一輩子沒有想過要當(dāng)官,安心搞我的工作?!边@就是余夢倫對自己一生的簡單總結(jié)。

        “我最幸福的人生狀態(tài)是永遠(yuǎn)工作在科研一線,而組織給我的最奢侈的獎勵是,用我的名字命名一個班組。”余夢倫如是說。

        余夢倫在彈道設(shè)計方面的主要貢獻(xiàn):

        ◎上世紀(jì)60年代提出改進(jìn)的三維彈道運動方程,提高了彈道計算精度,為我國運載火箭彈道設(shè)計打下了堅實基礎(chǔ)

        ◎上世紀(jì)60年代提出了改射程關(guān)機為速度關(guān)機的方案和模擬再入環(huán)境的低彈道方案,解決了遠(yuǎn)程火箭國內(nèi)試驗彈道設(shè)計難題,為有限耐程范圍內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)程火簡明飛行試驗提供了有效的飛行彈道方案,加速了我國遠(yuǎn)程火箭飛行試驗的發(fā)展。

        ◎上世紀(jì)70年代提出小推力彈道方案。這一方案為我國發(fā)射返回式衛(wèi)星研究出最佳彈道,使火箭的運載能力提高了25%。

        ◎上世紀(jì)70年代提出停泊軌道方案并合理選擇了停泊軌道的遠(yuǎn)地點位置,成功解決我國首次同步通信衛(wèi)星發(fā)射軌道設(shè)計問題和長征三號運載火箭運載能力和測量系統(tǒng)之間的矛盾。

        ◎上世紀(jì)80年代提出高空風(fēng)彈道修正的方案,為解決高空風(fēng)對火箭飛行的影響打下了良好基礎(chǔ),并在上世紀(jì)90年代正式應(yīng)用于長征運載火箭發(fā)射任務(wù)中。

        ◎上世紀(jì)90年代提出捆綁火箭CZ-2E總體基本參數(shù)和飛行彈道方案,為優(yōu)化火箭運載能力提出彈道和總體參數(shù)一體化設(shè)計方法,提高了火箭的運載能力,為發(fā)射外星提供了技術(shù)保障。

        ◎上世紀(jì)90年代參加國家863大型運載火箭的方案論證工作,提出多種大型運載火箭方案和發(fā)動機參數(shù)要求以及大型運載火箭發(fā)展途徑。

        ◎近20年來,致力于我國載人航天的運載火箭方案論證和彈道設(shè)計工作,提出了CZ-2F發(fā)射神舟飛船的彈道方案,參加了首發(fā)火箭飛行安控方案的設(shè)計和飛行試驗。

        他的科研成果曾先后獲得全國科學(xué)大會獎、國家科技進(jìn)步一等獎和國防科技獎等多種獎項。

        “在平凡的崗位上,一樣能做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)”,這是余夢倫院士對“余夢倫班組”年輕一代的深切寄語。

        余夢倫,航天飛行力學(xué)、火箭彈道設(shè)計專家

        原籍浙江余姚,1936年11月8日出生于上海。1960年畢業(yè)于北京大學(xué)數(shù)學(xué)力學(xué)系,同年進(jìn)入中國航天科技集團(tuán)公司一院的前身——國防部第五研究院。從那時起,余夢倫一直從事火箭彈道的研究設(shè)計工作。五十多年來,余夢倫在彈道設(shè)計領(lǐng)域碩果卓著,他是公認(rèn)的中國運載火箭彈道領(lǐng)域的重要開拓者,也被譽為中國彈道設(shè)計的首席資深專家。

        1979年,余夢倫被評為全國勞動模范,1999年當(dāng)選為中國科學(xué)院院士。2009年1月9日,他長期工作過的班組——航天一院一部十一室一組被正式授牌為“余夢倫班組”,這是中國科技界首個以院士名字命名的科研類班組。

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