□ 楊 軍

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三十載風(fēng)雨路鑄就航天新動力——中國航天科技集團(tuán)公司六院研制液氧煤油發(fā)動機(jī)紀(jì)實(shí)

□ 楊 軍

從1985年提出研制我國航天新動力，到2015年迎來液氧煤油發(fā)動機(jī)太空“首秀”。30年來，六院在液氧煤油發(fā)動機(jī)的研制中，堅(jiān)持以自主創(chuàng)新為科研生產(chǎn)的龍頭，攻克核心技術(shù)，填補(bǔ)了多項(xiàng)技術(shù)空白，使我國成為世界上第二個掌握高壓補(bǔ)燃技術(shù)的國家，把長征火箭近地軌道的運(yùn)載能力從現(xiàn)在的9.2噸提高到25噸，走出了一條有中國特色的液體火箭發(fā)動機(jī)自主創(chuàng)新研制之路，為我國成功進(jìn)入空間領(lǐng)域提供了強(qiáng)大的動力支撐。

志存高遠(yuǎn)謀先行

研制無毒、無污染、高性能液體火箭發(fā)動機(jī)，并在重大航天工程上使用，是世界各航天大國夢寐以求的目標(biāo)。要保持我國在航天動力這一高科技領(lǐng)域的發(fā)展勢頭，提高我國運(yùn)載火箭的國際競爭力，滿足我國航天事業(yè)發(fā)展的需求，就必須緊跟這一趨勢，研制新型大推力液體火箭發(fā)動機(jī)。

早在1985年，中國工程院院士、原067基地（航天六院前身）主任張貴田就在中國宇航學(xué)會代表大會上，針對液體火箭發(fā)動機(jī)的現(xiàn)狀，提出盡快研制新一代火箭發(fā)動機(jī)、向國際一流水平看齊的設(shè)想，得到很多航天專家的熱議。

隨后，經(jīng)過反復(fù)的論證、分析，并在獲得上級主管部門支持后，六院與863專家組簽訂了研究液氧/烴推進(jìn)劑發(fā)動機(jī)作為未來大型運(yùn)載火箭和天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)動力裝置的概念研究和可行性論證的合同。從此，六院探索未來大運(yùn)載發(fā)動機(jī)的研究工作步入了有組織、有計(jì)劃的正軌，同時也拉開了我國航天液體火箭發(fā)動機(jī)技術(shù)向世界前沿水平挺進(jìn)的序幕。

液氧煤油高壓補(bǔ)燃發(fā)動機(jī)的研制，是一場向未知領(lǐng)域的全新挑戰(zhàn)。不僅采用的推進(jìn)劑、循環(huán)方式與常規(guī)發(fā)動機(jī)絕然不同，而且在最高壓力、渦輪功率、推進(jìn)劑流量等設(shè)計(jì)參數(shù)上，也比現(xiàn)有發(fā)動機(jī)高出數(shù)倍，在推力噸位、性能及可靠性方面均有大幅度的提高，必須在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料、工藝、試驗(yàn)諸多方面采用一系列的先進(jìn)技術(shù)，這就大大增加了發(fā)動機(jī)研制的難度。突破這些關(guān)鍵技術(shù)，不僅是對六院幾十年來液體火箭發(fā)動機(jī)已有認(rèn)識的實(shí)踐與創(chuàng)新，也是對未來知識的探索與駕馭。

事實(shí)上，當(dāng)年六院經(jīng)多方論證，將液氧煤油發(fā)動機(jī)作為未來發(fā)展方向時，國內(nèi)外業(yè)內(nèi)專家并不看好。因?yàn)樗麄兌贾?，液氧煤油發(fā)動機(jī)可謂世界航天動力領(lǐng)域的珠穆朗瑪峰。當(dāng)時，不僅國內(nèi)質(zhì)疑聲四起，就連國外的權(quán)威專家也認(rèn)為，即使中國能把發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)出來，也無法制造出來。

正是頂著這樣的壓力，在一片質(zhì)疑聲中，六院開始了液氧煤油發(fā)動機(jī)異常艱辛的攻關(guān)歷程，并在這條崎嶇曲折的創(chuàng)新路上，不斷書寫自強(qiáng)與超越的精彩篇章。

集智攻關(guān)不畏難

面對前所未有的新技術(shù)、國內(nèi)鮮有的新材料、無從借鑒的新工藝，攻關(guān)伊始，研制團(tuán)隊(duì)就發(fā)現(xiàn)，實(shí)際攻關(guān)過程中的難度比想象中的要大得多。從最初開展工作時薄弱的技術(shù)研究基礎(chǔ)，到自行摸索消化，再到遭遇研制瓶頸，甚至一度幾乎使研制攻關(guān)無法繼續(xù)進(jìn)行。……

談起那段艱難的攻關(guān)歲月，六院院長譚永華感慨萬分：“每一項(xiàng)課題的攻關(guān)，都像是在攀登聳入云天的懸崖峭壁；每一個問題的解決，都像是在搶渡波濤洶涌的大江大河。但最刻骨銘心的，還是發(fā)動機(jī)整機(jī)試驗(yàn)中，由于啟動問題造成連續(xù)四次試車失利后的巨大壓力！”

2001年，液氧煤油發(fā)動機(jī)先后進(jìn)行了四次整機(jī)試車，四次失敗，甚至一次還因?yàn)槠饎硬徽?dǎo)致發(fā)動機(jī)發(fā)生了爆炸。此時，外界的質(zhì)疑聲再起：靠我們自己的力量，到底還能不能搞出來？能不能成功解決補(bǔ)燃問題？能不能實(shí)現(xiàn)自身起動？

連續(xù)的失敗，幾乎擊潰了科技人員的信心。那段時間，有人晚上睡不著覺，有人睡著了就夢到試車失敗時的沖天火光和滾滾濃煙。為了找到問題的癥結(jié)，六院組織多方專家和研制人員召開分析會，發(fā)揮大家的聰明才智，群策群力提建議，并仿真模擬起動失敗和爆炸的過程。

經(jīng)過近半年緊張艱苦的攻關(guān)，終于摸清了試車失敗的根源和兩次試車爆炸的不同機(jī)理。研制團(tuán)隊(duì)從設(shè)計(jì)人員提出的幾種新方案中，通過對各種方案和程序的組合進(jìn)行仿真優(yōu)化，選定了最理想的起動方案和起動程序。

在隨后的試車中，發(fā)動機(jī)起動平穩(wěn)，工作正常，按預(yù)定程序關(guān)機(jī)，起動過程與仿真結(jié)果良好吻合，液氧煤油發(fā)動機(jī)終于跨過了起動的最大難關(guān)，使研制任務(wù)取得了一個里程碑式的突破。

在國內(nèi)鮮有的50余種新材料面前，六院與相關(guān)單位一起聯(lián)合攻關(guān)，共同制訂了40多項(xiàng)材料暫行技術(shù)條件或暫行技術(shù)協(xié)議。在全國各協(xié)作單位的配合下，一個個新材料的關(guān)鍵技術(shù)被突破，一個個新材料按時供應(yīng)。同時，對這些材料的研制和應(yīng)用研究，直接推動了我國新材料的發(fā)展。

面對無從借鑒的新工藝，研制團(tuán)隊(duì)對130余項(xiàng)工藝預(yù)研和500余項(xiàng)工藝裝備進(jìn)行攻關(guān)。這些課題項(xiàng)目涉及各種領(lǐng)域，是六院有史以來攻關(guān)課題最多、參與人員最廣、難度最大、也是持續(xù)時間最長的一次工藝技術(shù)攻關(guān)。這些新工藝都沒有任何經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，每一項(xiàng)都是一個“攔路虎”，每一項(xiàng)都是在攀登一個技術(shù)的制高點(diǎn)。

團(tuán)隊(duì)苦心孤詣，闖過了一道道技術(shù)難關(guān)，攻克了一個個障礙，使發(fā)動機(jī)連闖渦輪泵聯(lián)動試驗(yàn)、半系統(tǒng)試驗(yàn)、整機(jī)試驗(yàn)三大難關(guān)，成功實(shí)現(xiàn)整機(jī)600秒長程試驗(yàn)，并從模樣階段研制轉(zhuǎn)入初樣階段的研制。

傾情奉獻(xiàn)不言悔

“嘀嗒、嘀嗒”。時針已指向凌晨2點(diǎn)，年過七旬的火箭發(fā)動機(jī)老專家董錫鑒還在書桌前寫著、算著。為獲取一個準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)參數(shù)，十幾年來，他常常徹夜難眠，每每躺在床上，參數(shù)、圖紙?jiān)谀X海中揮不去，趕不走，索性起床?！耙粋€完善的設(shè)計(jì)，就是產(chǎn)品成功的一半”，這個理念多年來讓他在液氧煤油發(fā)動機(jī)研制的道路上始終無法松口氣。

時值液氧煤油發(fā)動機(jī)研制轉(zhuǎn)階段的關(guān)鍵時期，因連續(xù)高強(qiáng)度工作，新一代大推力運(yùn)載火箭副總設(shè)計(jì)師劉紅軍腰椎病復(fù)發(fā)，疼得冷汗直流，遂被醫(yī)生“勒令”不許下床。試驗(yàn)隊(duì)出發(fā)到300多公里外的秦嶺深山進(jìn)行發(fā)動機(jī)重要節(jié)點(diǎn)試車，到達(dá)的第二天，誰也沒有想到“劉總也火急火燎地趕來了”。然而與以往不同的，是這次“他是躺著來的”。因無法直立太久，劉紅軍躺著“進(jìn)山溝”，躺著“上試驗(yàn)臺”，他對工作的高度責(zé)任感和奉獻(xiàn)精神，感動著身邊的每一個人。

當(dāng)接下液氧煤油發(fā)動機(jī)主閥殼體螺紋孔的加工任務(wù)這塊難啃的硬骨頭時，發(fā)動機(jī)生產(chǎn)廠裝配鉗工楊峰才感到壓力的巨大。新型號、新材料、新工藝，質(zhì)量要求之高超乎想象，而時間要求之緊，讓楊峰“如坐針氈”。

看到兒子連續(xù)加班加點(diǎn)，異常疲憊，母親一早就給楊峰打電話：“兒子，今天早點(diǎn)回家，媽給你做好吃的！”。然而，天有不測風(fēng)云。楊峰的父母親在購物途中，遭遇嚴(yán)重車禍，父親受重傷，深愛他的母親永遠(yuǎn)地離開了他。抱著母親的遺體，楊峰泣不成聲。處理完母親的后事，楊峰又投入到緊張的工作之中。為了排遣對母親的思念，他把全部身心用在工作上，平常每月加班80小時，母親去世后的兩個月里，他加班達(dá)200多小時，交付的產(chǎn)品件件質(zhì)量過硬。

1999年，年過花甲的老專家雷茂長臨危受命，挑起了液氧煤油發(fā)動機(jī)試車臺總設(shè)計(jì)師的重?fù)?dān)。他不顧年老體弱，從場地選址到方案設(shè)計(jì)，一個個難啃的骨頭，他都是和年輕人一起，查閱大量的文獻(xiàn)資料、地質(zhì)資料，翻山越嶺，幾乎把終南山的溝溝坎坎都轉(zhuǎn)了個遍。選址確定后，他一頭扎進(jìn)了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)中，廢寢忘食，勇克難關(guān)。2005年1月5日，新試車臺點(diǎn)火試車圓滿成功，雷茂長熱淚盈眶，一切如愿！千斤重?fù)?dān)落地了。

……

如今，中國新型三級液體運(yùn)載火箭長征六號首飛成功，六院人期待著，液氧煤油發(fā)動機(jī)將推舉中國航天飛向太空更新的高度！