塞外磨剑试霜锋
2021-06-30高银虎
高银虎
固体动力事业的发展不仅是一幅矢志新长征的创业画卷,也是一部党旗指引、精神传承的动人诗篇。
2019年3月,长征系列运载火箭完成第300次飞行任务。历史上,中国工农红军用双脚完成长征壮举,时过境迁,航天人用自己的方式传承革命精神,向茫茫宇宙发起挑战,赋予“长征”新的内涵。新中国固体航天动力事业就是这样一条求索之路上激发出磅礴之力,在党旗引领下,迈着坚实的步伐开拓未来。
固体动力摇篮
1956年10月8日,我国第一个导弹研究机构——国防部第五研究院成立,刚归国不久的钱学森任院长。五院在发展液体燃料火箭技术的同时,做出了研制固体燃料火箭发动机技术的战略决策。
1962年7月1日,固体发动机研究所在四川泸州召开会师大会,这是“固体”航天正式挂牌亮相的日子。泸州气候潮湿,给研制生产造成了很大困难,为保证产品质量,当时的国防部五院有了建设“三线”基地的设想。之后,由14人组成的选址工作组到西部地区选点勘察,初步决定在“河西走廊”一带建设生产基地。为了稳妥起见,工作组又不辞辛苦前往内蒙古和山西一带,在荒原、沟壑、丘陵、山川之间勘察了多个地点,综合对比之后,最终确定在大青山南麓组建七机部四院,建立大型生产基地。
自1965年6月1日开始,数以干计的年轻知识分子、复转军人响应党中央号召,告别家乡父老来到塞外高原,不畏挑战、攻坚克难,以矢志不渝、自力更生的报国情怀,拉开了我国固体航天事业的新序幕。不久,经七机部批准,四院内蒙基地定名为中国河西化工机械公司。1966年1月,七机部决定:发射东方红一号卫星的运载火箭长征一号第三级固体发动机由四院负责研制。国家高度关注四院建设,从人力、物力、财力上给予了极大的支持。经过几年的努力,基地陆续具备了从研究设计到试制试验的一些条件。1969年冬,震惊世界的珍宝岛自卫反击战发生,中苏关系更趋恶化,内蒙古由原先的“三线”,变成了“反修防修”的前线。为此,内蒙基地不宜再按规划建设,基地的投资、设计布局有了较大的压缩和变更,很多生产生活设施及配套工程“下马”,向“新三线”转移。
1970年5月,也就是河西公司生产的长征一号运载火箭末级固体发动机刚刚将“东方红一号”卫星送上预定轨道后不久,近二分之一干部职工陆续离开创业之地,去祖国各地搞开发、建设,传承、蔓延航天固体动力之火。
斗转星移、岁月如歌。1999年,军工体制改革,中国航天科工集团第六研究院正式挂牌命名,但在很多固体航天人的言谈话语中,“六院”依然被简略而亲切的唤作“河西”。这个称谓之所以能被沿用下来,除了习惯使然,也饱含着人们对逝去岁月和“固体动力摇篮”的不舍情结。可以看到,固体动力事业的发展不仅是一幅矢志新长征的创业画卷,也是一部党旗指引、精神传承的动人诗篇。
鲜为人知的“尖兵一号”
1970年4月24日,我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”遨游太空,随后,研制返回式卫星,掌握卫星回收技术,成为我国要攻克的一项重要课题。要想把一个卫星从几百公里甚至上万公里高空收回来,谈何容易,研制返回式卫星“尖兵”过程充满了艰辛。
要衛星返回地面,必须给卫星回收舱一种制动力,使其脱离原来的运行轨道,转入返回轨道。这种轨道转移,一般要由固体制动火箭。早在1967年9月,七机部就确定了返回式卫星的任务、分工和进度,卫星上用的反推火箭发动机由七机部第四研究院承担,这就是“尖兵一号”。
发射返回式卫星,“尖兵一号”的作用非常关键。因为卫星返回之前先要调整飞行状态,即脱离原来的运行轨道。卫星脱离原有轨道的速度称为再入速度。再入速度与地平线所形成的俯角称为再入角。卫星重返大地对再入角的要求十分严格,如果太大,卫星将会直接进入大气层,引起较大的空气阻力和摩擦加热;如果太小,则卫星将仍在原轨道上运行,再入速度与再入角都靠“尖兵一号”来控制。“尖兵一号”的点火时间、推力方向、推力大小与时间长短都会影响到再入速度和再入角的准确度。根据卫星总体方案的要求,“尖兵一号”发动机采用球形燃烧室,新药型装药,潜入式喷管,尾部环形点火方式。当时,在河西公司带领大家研制生产“尖兵一号”的是我国航天固体火箭技术的奠基人和开创者之一杨南生,他40年代在英国留学,获得博士学位后,回国参加新中国国防工业建设。经钱学森点将,杨南生欣然领命,领导固体火箭发动机的研制。“文革”动乱最厉害的年月,科研生产面临诸多困难,进展缓慢。杨南生骑着自行车一个单位一个单位地安排、协调、督促、检查工作,与职工们一起摸爬滚打,克难前行。在和技术人员探讨问题时,白皙的圆脸上总带着微笑,一口南方普通话,慢声细语,显得十分柔和、亲切。在杨南生的带领下,河西公司干部职工历经四年聚力攻关,先后攻克了球形壳体制造技术、高空真空点火技术、推力精度等一系列技术难关,按期交付了回收卫星的“尖兵一号”制动火箭发动机。
1975年11月29日,中国第一颗返回式遥感卫星“尖兵一号”完成了在轨运行3天,绕地球47圈的预定任务后,再次出发从太空冲进地球的大气层,在约定的时间内回到了祖国母亲的怀抱。“尖兵一号”的成功回收,使我国成为第一个首次发射返回式卫星就在本国国土上成功回收的国家,也成为世界上第三个掌握卫星回收技术的国家。
一代人有一代人的长征,一代人有一代人的担当。由发射“尖兵一号”返回式卫星掌握的天地往返技术,为后来的载人航天工程、月球探测工程奠定了基础。
EPKM背后的故事
20世纪80年代,上级给河西公司的政策是不投入、不支持、不发展。微乎其微的生产任务已无法解决几千人的吃饭问题。是进是退,是等待是出击?公司党委几经研讨,统一了认识,广泛开展弘扬航天精神的大学习、大讨论,公司上下掀起了“爱祖国、爱航天、爱河西、爱岗位”的教育。不久,河西公司迎来了研制生产“EPKM”的重要任务。
EPKM是“长二捆”火箭的第三级固体变轨火箭发动机,也是我国进军国际卫星商业发射领域的首次尝试。当时,河西公司经济十分拮据,不少职工还住在创业时期的“干打垒”里。但大家咬紧牙关,筹集资金,拼死攻关,只用了一年时间,便自行设计、制造完成了高空模拟试车系统。为抢建高空舱,大家冒着零下20。C的刺骨严寒露天作业,一干就是十几个小时。高空舱的一名设计者连续加班,劳累过度,晕倒在工作场地,送到医院苏醒后,又迫不及待地返回工地。1994年1月31日,EPKM进行第一次旋转试车,以头部穿火宣告失败。
实验失败后,EPKM总设计师不顾胃病发作,奔波在各单位之间。一天,突然胃部大出血,被强行送到医院做了手术,不待痊愈就以病弱之躯奔向一线。7月6日,第二次旋转试车,又以失败结束。
面对交付期日益临近和来自各方的压力,各级领导和技术人员不气馁、不踌躇,第一时间投入到繁琐的故障排查、检测、分析、改善中。1994年10月31日,EPKM第三次试车。时间一秒一秒过去,火龙嘶吼狂舞,发动机泰然处之。全现场沸腾了,全公司沸腾了,试车成功了。
1995年11月28日,由红峡公司研制生产的EPKM近地点变轨火箭发动机经过120分钟无动力滑行后,把亚洲二号通信卫星送入了36000公里的地球同步转移轨道。仅仅一个月后,又把美国艾科斯达一号通信卫星送入同步转移轨道,中国用实力在国际商业发射服务市场上抢占了一席之地。
在其后召开的航天总公司科技成果鉴定会上,评审组组长宣传结论:EPKM发动机属于国内首创,技术性能指标满足要求,发动机综合性能达到国际先进水平!EPKM的荣誉接踵而至:“九五”期间中国航天六大突破,国家科学技术进步奖二等奖,1999年参加了新中国50年建设成就展,从1996年起数度参加珠海航展。
仰望星空,脚踏实地。1997年,航天总公司特授予河西公司“优质固体火箭发动机金牌”,并决定将河西公司列为“航天精神教育基地”。曾经“养在深闺”的河西公司,撩开神秘的面纱,向世人展露出这个固体航天动力老基地阔步向前的英姿。
(作者单位:航天科工六院红峡公司)