三十载风雨路铸就航天新动力——中国航天科技集团公司六院研制液氧煤油发动机纪实

□ 杨 军



三十载风雨路铸就航天新动力——中国航天科技集团公司六院研制液氧煤油发动机纪实

□ 杨 军

从1985年提出研制我国航天新动力，到2015年迎来液氧煤油发动机太空“首秀”。30年来，六院在液氧煤油发动机的研制中，坚持以自主创新为科研生产的龙头，攻克核心技术，填补了多项技术空白，使我国成为世界上第二个掌握高压补燃技术的国家，把长征火箭近地轨道的运载能力从现在的9.2吨提高到25吨，走出了一条有中国特色的液体火箭发动机自主创新研制之路，为我国成功进入空间领域提供了强大的动力支撑。

志存高远谋先行

研制无毒、无污染、高性能液体火箭发动机，并在重大航天工程上使用，是世界各航天大国梦寐以求的目标。要保持我国在航天动力这一高科技领域的发展势头，提高我国运载火箭的国际竞争力，满足我国航天事业发展的需求，就必须紧跟这一趋势，研制新型大推力液体火箭发动机。

早在1985年，中国工程院院士、原067基地（航天六院前身）主任张贵田就在中国宇航学会代表大会上，针对液体火箭发动机的现状，提出尽快研制新一代火箭发动机、向国际一流水平看齐的设想，得到很多航天专家的热议。

随后，经过反复的论证、分析，并在获得上级主管部门支持后，六院与863专家组签订了研究液氧/烃推进剂发动机作为未来大型运载火箭和天地往返运输系统动力装置的概念研究和可行性论证的合同。从此，六院探索未来大运载发动机的研究工作步入了有组织、有计划的正轨，同时也拉开了我国航天液体火箭发动机技术向世界前沿水平挺进的序幕。

液氧煤油高压补燃发动机的研制，是一场向未知领域的全新挑战。不仅采用的推进剂、循环方式与常规发动机绝然不同，而且在最高压力、涡轮功率、推进剂流量等设计参数上，也比现有发动机高出数倍，在推力吨位、性能及可靠性方面均有大幅度的提高，必须在结构设计、材料、工艺、试验诸多方面采用一系列的先进技术，这就大大增加了发动机研制的难度。突破这些关键技术，不仅是对六院几十年来液体火箭发动机已有认识的实践与创新，也是对未来知识的探索与驾驭。

事实上，当年六院经多方论证，将液氧煤油发动机作为未来发展方向时，国内外业内专家并不看好。因为他们都知道，液氧煤油发动机可谓世界航天动力领域的珠穆朗玛峰。当时，不仅国内质疑声四起，就连国外的权威专家也认为，即使中国能把发动机设计出来，也无法制造出来。

正是顶着这样的压力，在一片质疑声中，六院开始了液氧煤油发动机异常艰辛的攻关历程，并在这条崎岖曲折的创新路上，不断书写自强与超越的精彩篇章。

集智攻关不畏难

面对前所未有的新技术、国内鲜有的新材料、无从借鉴的新工艺，攻关伊始，研制团队就发现，实际攻关过程中的难度比想象中的要大得多。从最初开展工作时薄弱的技术研究基础，到自行摸索消化，再到遭遇研制瓶颈，甚至一度几乎使研制攻关无法继续进行。……

谈起那段艰难的攻关岁月，六院院长谭永华感慨万分：“每一项课题的攻关，都像是在攀登耸入云天的悬崖峭壁；每一个问题的解决，都像是在抢渡波涛汹涌的大江大河。但最刻骨铭心的，还是发动机整机试验中，由于启动问题造成连续四次试车失利后的巨大压力！”

2001年，液氧煤油发动机先后进行了四次整机试车，四次失败，甚至一次还因为起动不正常导致发动机发生了爆炸。此时，外界的质疑声再起：靠我们自己的力量，到底还能不能搞出来？能不能成功解决补燃问题？能不能实现自身起动？

连续的失败，几乎击溃了科技人员的信心。那段时间，有人晚上睡不着觉，有人睡着了就梦到试车失败时的冲天火光和滚滚浓烟。为了找到问题的症结，六院组织多方专家和研制人员召开分析会，发挥大家的聪明才智，群策群力提建议，并仿真模拟起动失败和爆炸的过程。

经过近半年紧张艰苦的攻关，终于摸清了试车失败的根源和两次试车爆炸的不同机理。研制团队从设计人员提出的几种新方案中，通过对各种方案和程序的组合进行仿真优化，选定了最理想的起动方案和起动程序。

在随后的试车中，发动机起动平稳，工作正常，按预定程序关机，起动过程与仿真结果良好吻合，液氧煤油发动机终于跨过了起动的最大难关，使研制任务取得了一个里程碑式的突破。

在国内鲜有的50余种新材料面前，六院与相关单位一起联合攻关，共同制订了40多项材料暂行技术条件或暂行技术协议。在全国各协作单位的配合下，一个个新材料的关键技术被突破，一个个新材料按时供应。同时，对这些材料的研制和应用研究，直接推动了我国新材料的发展。

面对无从借鉴的新工艺，研制团队对130余项工艺预研和500余项工艺装备进行攻关。这些课题项目涉及各种领域，是六院有史以来攻关课题最多、参与人员最广、难度最大、也是持续时间最长的一次工艺技术攻关。这些新工艺都没有任何经验可以借鉴，每一项都是一个“拦路虎”，每一项都是在攀登一个技术的制高点。

团队苦心孤诣，闯过了一道道技术难关，攻克了一个个障碍，使发动机连闯涡轮泵联动试验、半系统试验、整机试验三大难关，成功实现整机600秒长程试验，并从模样阶段研制转入初样阶段的研制。

倾情奉献不言悔

“嘀嗒、嘀嗒”。时针已指向凌晨2点，年过七旬的火箭发动机老专家董锡鉴还在书桌前写着、算着。为获取一个准确的设计参数，十几年来，他常常彻夜难眠，每每躺在床上，参数、图纸在脑海中挥不去，赶不走，索性起床。“一个完善的设计，就是产品成功的一半”，这个理念多年来让他在液氧煤油发动机研制的道路上始终无法松口气。

时值液氧煤油发动机研制转阶段的关键时期，因连续高强度工作，新一代大推力运载火箭副总设计师刘红军腰椎病复发，疼得冷汗直流，遂被医生“勒令”不许下床。试验队出发到300多公里外的秦岭深山进行发动机重要节点试车，到达的第二天，谁也没有想到“刘总也火急火燎地赶来了”。然而与以往不同的，是这次“他是躺着来的”。因无法直立太久，刘红军躺着“进山沟”，躺着“上试验台”，他对工作的高度责任感和奉献精神，感动着身边的每一个人。

当接下液氧煤油发动机主阀壳体螺纹孔的加工任务这块难啃的硬骨头时，发动机生产厂装配钳工杨峰才感到压力的巨大。新型号、新材料、新工艺，质量要求之高超乎想象，而时间要求之紧，让杨峰“如坐针毡”。

看到儿子连续加班加点，异常疲惫，母亲一早就给杨峰打电话：“儿子，今天早点回家，妈给你做好吃的！”。然而，天有不测风云。杨峰的父母亲在购物途中，遭遇严重车祸，父亲受重伤，深爱他的母亲永远地离开了他。抱着母亲的遗体，杨峰泣不成声。处理完母亲的后事，杨峰又投入到紧张的工作之中。为了排遣对母亲的思念，他把全部身心用在工作上，平常每月加班80小时，母亲去世后的两个月里，他加班达200多小时，交付的产品件件质量过硬。

1999年，年过花甲的老专家雷茂长临危受命，挑起了液氧煤油发动机试车台总设计师的重担。他不顾年老体弱，从场地选址到方案设计，一个个难啃的骨头，他都是和年轻人一起，查阅大量的文献资料、地质资料，翻山越岭，几乎把终南山的沟沟坎坎都转了个遍。选址确定后，他一头扎进了系统总体设计中，废寝忘食，勇克难关。2005年1月5日，新试车台点火试车圆满成功，雷茂长热泪盈眶，一切如愿！千斤重担落地了。

……

如今，中国新型三级液体运载火箭长征六号首飞成功，六院人期待着，液氧煤油发动机将推举中国航天飞向太空更新的高度！