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崔国良:给固体火箭插上“翅膀”

2019-09-20苏晓禾

太空探索 2019年9期
关键词:铝粉推进剂配方

文/苏晓禾

1961年,在苏联获得技术科学副博士学位的崔国良学成归国。那一年,他恰好30岁。三十而立,这一年,他加入了国防部五院联合开发固体火箭技术的队伍。那时,国内固体火箭推进剂的研究正在艰难起步。

固体火箭也叫固体燃料火箭,是火箭的一种。与液体火箭相比,它具有结构简单、体积小、可靠性高、机动灵活等特点。

要使固体火箭达到国际领先水平,必须研制出产能更高、稳定性更强的固体燃料推进剂,这是决定火箭和导弹飞行能力的基础。好的推进剂能为火箭插上一双翅膀,提供更强动力。

显然,谁有了固体推进剂,谁就可以在国防上领先一步。所以,这种技术一出现便被各大国严密保护。20世纪50年代,美国对我国实行全面封锁,苏联所给予的援助也只限于液体火箭,对固体火箭只字不提。

这势必是一场从无到有的艰苦攻关。

经过研究人员千百次地摸索,千百次地实验……1958年7月,我国固体推进剂研究有了可喜的进展——研制成功了一个小小的可燃药条,它点燃了我国推进剂事业的“希望之光”,被称为“中国固体燃料第一芯”。

▲ 崔国良(1931.7~2017.1)

刚刚加入这支研究队伍的崔国良为祖国取得初步成功感到惊喜,同时,也更加迫切地想检验近十年的学习成果,为推进剂事业贡献自己的力量。除了吃饭和睡觉之外,崔国良把所有的时间都用在了学习研究上。他开始研究推进剂的燃烧性能,并渐渐掌握了高氯酸铵、铝粉等对燃烧速度的影响规律。

1963年3月,崔国良发现了高氯酸铵粗细粒子的级配,这对推进剂药浆的流变性意义重大,为推进剂工艺升级打下了良好的基础。

1963年5月,在崔国良和其他研究人员的共同努力下,我国取消了“辗片”工艺,复合固体推进剂出现了第一次重大突破,极大地提高了生产效率,降低了风险。同年6月,新的“502-5B”配方工艺得到推广使用,为推进剂后续发展创造了有利条件。

为使配方更好地应用在发动机中,崔国良和同事们先后对配方进行了6次重大改进。每一次改进都至少要测试分析300个性能数据,其中艰辛可想而知。最后,他们终于将聚硫橡胶推进剂的性能稳定了下来,取得了阶段性成功。

然而,前进的道路并不平坦,新的问题层出不穷。下一个要解决的是药柱裂纹问题。这种裂纹会导致发动机在点火后发生爆燃事故。

▲ 1985 年两会期间,崔国良(左)与钱孝虹(中)、李乃暨(右)在人民大会堂合影

▲ 1993 年,崔国良到中国航天科工集团公司六院指导发动机试车(右一)

▲ 2001 年,崔国良在实验室与科技人员讨论燃气能源

经过大量研究和分析,崔国良发现,药柱的力学性能不仅要满足一定的强度,还要满足一定的延伸率。他成功研究出提高药柱延伸率的配方,初步解决了药柱裂纹的问题。新的配方被定为“502-5C”,是我国第一个较为成熟的复核固体推进剂配方,后来更名为“401-1”配方。

1964年年初,直径107毫米和300毫米发动机在试车过程中出现了不规则抖动的新问题,被研究人员称为“不稳定燃烧”。不稳定燃烧现象危害极大,可能导致剧烈的机械振动、旋转,使得壳体被烧坏,甚至发生爆炸。

为解决不稳定燃烧问题,研究人员尝试了许多种不同方法,但最有效、最理想的是崔国良提出的向配方中添加铝粉的方案。实践证明,铝粉方案是个一箭双雕的好方案——不仅能阻止燃气的切向震荡,而且还能够提高推进剂的能量。

1965年,已经成为中坚力量的崔国良被任命为42所配方研究室主任,接受了代号为“502-5D”的含铝推进剂配方的新任务。他和其他研究人员不负众望,经过日夜奋战,在6月完成了“5D”配方的初样。8月底,“5D”配方扩大试验也取得了成功。

崔国良和研究人员继续在推进剂研究中前进。1970年4月,长征一号运载火箭将东方红一号卫星送入太空,使用固体燃料发动机的第三级火箭成功完成了任务,立了大功。

1977年,崔国良带领大家自主研究的丁羟推进剂首次在型号发动机上扩大装药。此次试车成功标志着这种推进剂已经成功应用于东方红二号通信卫星的远地点发动机。1984年4月,东方红二号通信卫星发射成功。

1978年,崔国良又被任命为巨浪一号两级固体燃料火箭的副总工程师。他和大家克服了种种困难,按时交付了符合条件的两级发动机,确保了巨浪一号的研制进度。因为太累,崔国良病倒了,昏迷了一天一夜。但睁开眼睛后,他的第一句话就是问发动机弹道曲线是否正常。工作似乎已经和他的生命融为一体。

1982年,我国第一枚潜地固体燃料火箭诞生,成为世界上第四个拥有水下发射核战略导弹的国家。可崔国良没有停下研制推进剂的脚步。1985年,崔国良又主动向上级递交报告,建议加快研究高能固体推进剂,挑战更艰巨,对国家发展更有利的任务。1998年,高能固体推进剂研制成功,试验结果表明,其性能优良,完全能够满足大型发动机的装药要求。这又是一次伟大的成功,这项技术推动了我国新型机动固体洲际导弹的研制进程。

2017年1月22日,为祖国航天事业奉献一生的崔国良离我们而去。但生命有边,奉献无涯。他用心血浇灌的一双双翅膀仍然载着火箭导弹在天际骄傲地翱翔。这大概就是生命的另一首续曲吧!

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