北航學子的光榮與夢想

陳　新

2008年12月5日15時05分，一枚探空火箭在甘肅酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功升空，沒人想到這枚火箭是由15名在校本科大學生自行設計的，而且這枚火箭所使用的固液混和發(fā)動機還填補了國內火箭發(fā)射的一項技術空白!

2008年12月5日15時05分，在被廣袤沙漠環(huán)抱之中的甘肅酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，在藍天白云的映襯之下，隨著“轟”的一聲巨響，一枚白色火箭帶著長長的火焰成功地按照預定的軌道射向藍天。繼而，發(fā)射基地幾個稚氣未脫的年輕人和酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心的官兵們發(fā)出了歡呼。

有誰知道，這枚火箭是由北京航空航天大學15個本科生花費1年時間獨立研制完成的；又有誰知道研制這枚探空火箭背后許多鮮為人知的故事？

在校本科生要造真的探空火箭

2006年12月中旬的一天上午，北京航空航天大學宇航學院副院長蔡國飆教授剛剛講完一節(jié)課，在課間休息之時，飛行器動力工程(航天工程)專業(yè)2003級的李君海與鄧代英走到他的面前，想對他說什么，卻欲言又止。

“有什么事你們說吧?！彼χf。

“我們覺得在這三年多時間內學到了不少關于航天飛行器制造的理論知識，現(xiàn)在臨近畢業(yè)，學習任務要輕松一些，我們又是保送研究生，沒有考研的壓力，我們想做點實事，將所學的理論運用到實際工作中去……”李君海躊躇滿志地說。

聽了李君海的話之后，蔡國飆教授頓了頓說：“你們有這個理想，很好，我支持你們！要不，你們也像同門師兄朱浩和饒大林那樣造一枚火箭吧？”

造火箭？李君海與鄧代英愣住了。2006年11月1日，甘肅酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了三枚小型探空火箭，這三枚火箭就是由北京航空航天大學飛行器動力工程專業(yè)的朱浩和饒大林等14名本科在校學生獨立設計的，這三枚火箭被命名為“北航1號”?！氨焙?號”的成功升空，開創(chuàng)了中國在校本科學生自行設計，并成功發(fā)射探空火箭的先河。自同門師兄成功制造火箭之后，他們便成了師弟師妹們心中的偶像，有多少師弟師妹們也躍躍欲試。因而對李君海和鄧代英來說，這個想法他們不是沒產(chǎn)生過，可他們也聽朱浩和饒大林說過，造火箭所用的理論知識，他們的教科書上根本沒有，即便是有也僅是青蜓點水。

“我們……我們能行嗎？”李君海和鄧代英囁嚅地問蔡國飆道。

“你們能行的。只是火箭由幾大部分組成，僅憑你們二人要設計一個火箭是比較難的，必須有一個團隊才行！同時，要造火箭也得花一大筆經(jīng)費呢!”蔡國飆若有所思地說。看李君海與鄧代英神情黯然，蔡國飆又說，他會在宇航學院的院委會上將這事提出來研究，希望學院能解決經(jīng)費問題。

兩天后，蔡國飆給李君海打來電話說，學院支持他們的“火箭計劃”。

很快，“北航2號”學生探空火箭項目正式立項，李君海被宇航學院的領導確定為項目的負責人，負責聯(lián)絡參與人員以及協(xié)調各部門的工作。學校在除了為學生提供必備場地、經(jīng)費外，還特別成立了一個由蔡國飆、張國舟、張玉珠、馬樹微等11名老師組成的指導小組，其中包括3名老教授。

立項之后，身為項目負責人的李君海便開始物色從事這個項目研究的人選。

火箭的設計與制造主要分成火箭動力設計、火箭航天探測控制設計以及火箭總體設計。于是，李君海請了與自己同是2003級飛行器動力工程（航天工程）專業(yè)保送的研究生吳俊峰、鄧代英、史剛、袁宇、李茂、何勇攀、張乾鵬、李玉平等同學，和他一起從事動力設計；又請了2003級探測制導與控制技術專業(yè)保送的研究生唐振宇、王虹玥、凌源等同學從事控制設計；還請了2003級飛行器設計與工程專業(yè)的保養(yǎng)研究生羅欽欽、葉振信、黃穎治進行火箭的總體設計工作。另外，曾經(jīng)參加過“北航1號”火箭研制工程的朱浩、楊勇也加入了此次“北航2號”火箭的研制團隊。

雖然這15個本科生未想到自己會參與到設計火箭的團隊中來，但是每個人的心情幾乎都是一樣的激動，既感到肩上任務的艱巨，又躍躍欲試信心百倍，堅信憑自己的努力一定能成功！

吃盡苦頭誓要填補技術空白

有了火箭的執(zhí)行任務，他們便開始具體地分工了——入選的隊員按照火箭的組成部分被劃分到火箭總體、動力系統(tǒng)、點火控制系統(tǒng)、分離回收系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和地面發(fā)射系統(tǒng)6個不同部分。

雖然李君海、鄧代英他們15人斗志昂揚，可設計火箭這樣的高難度飛行器的復雜性卻無法預料。當他們開始了這項莊嚴而神圣的任務之后才發(fā)現(xiàn)，自己平常所學的跟航天飛行器有關的理論知識和實際操作原來有著相當?shù)牟罹啵绕涫撬麄儧Q定采用固液混和發(fā)動機這項火箭推進支柱，難度更是可想而知。

固液混和火箭發(fā)動機技術目前只有美國才掌握，在我國屬于技術空白。

接下這項艱苦的任務后，鄧代英馬上與另兩位同學一道查閱相關的固液發(fā)動機的資料。雖然固液發(fā)動機已有理論研究，但因國內尚無成功的先例，沒有可供借鑒的數(shù)據(jù)，一切都得從零開始。比如當時系統(tǒng)管路里使用的是什么接頭、要用什么樣的管子，里面有什么樣的部件，應該有什么樣的順序，都不知道。僅僅是這個從書本認識向工程認識轉變的過程，就花了3、4個月的時間。之后就是一再反復地設計，實驗，再設計，再實驗，僅發(fā)動機上一個關鍵的小部件——汽蝕文式管的實驗就反復做了上千次。到2008年五一節(jié)時，這個部件才最終實驗成功。

控制組的唐振宇、王虹玥、凌源、楊勇在研究設計時也遇到了難題：因為他們在控制與監(jiān)測方面所用的電子元件與集成塊都是在常溫、常壓下使用的，雖然能正常工作，但這種設計如果運用到火箭中去，火箭在升空的過程中，溫度與重力加速度都大大地改變了，所以，他們所設計的很多控制方案在地面實驗時尚能保證可靠性，一旦置于火箭升空的環(huán)境中去做此實驗時，卻發(fā)現(xiàn)可靠性一下子就改變了。他們?yōu)榇祟H傷腦筋。

在驗證抗震性方面，因為找不到地方驗證自己所設計的儀器是否達到抗震要求，有一次，楊勇索性將他們設計的一個儀器從教學樓新主樓的7樓上往樓下扔，這樣驗證后如果發(fā)現(xiàn)這個設計所使用的電子元件沒有損壞，他們才敢進行下一步設計。

還有絕熱層厚度的設計方法——太薄了要燒壞外殼，太厚了則又要增加火箭的重量。

為了減少失誤，加快研制進程，李君海在搞科研的同時還充分發(fā)揮了自己的管理才能：將過去的實驗室操作方式轉變?yōu)楣こ滩僮鞣绞?，每個人都確立崗位，每個操作人都要他人督崗，每一樣工作都要簽字擔責。這一套嚴謹?shù)墓ぷ髂Ｊ讲贾孟氯ズ?，研究進程嚴密正規(guī)了許多。并最終在1年多以后，完成了整個火箭的設計與制造工作。

千錘百煉造火箭一飛沖天

然而，任何一項科學上的成功都不是輕而易舉的。2008年6月6日，他們進行了第一次地面點火試驗。當他們緊張地看著控制屏，希望火箭發(fā)動機能夠正常點火時，火箭卻沒有發(fā)射成功——固液發(fā)動機出了問題。同學們大多是獨生子女，從小到大成長得一帆風順，當這個失敗的實驗結果無情地出現(xiàn)在他們眼前之時，他們個個都像霜打的茄子一樣蔫了?？蒲薪M中唯一的女孩、來自天津的王虹玥甚至輕輕哭出了聲。

12月5日下午3時05分，這群懷揣夢想的年輕人又聚集在甘肅酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心。陽光沐浴下，一枚3.42米長的白色火箭靜立在一座綠色火箭發(fā)射架上，直指長空，蓄勢待發(fā)。

“發(fā)射準備，人員撤離！”發(fā)射場上數(shù)十位官兵嚴陣以待，李君海、王虹玥和蔡國飆教授應聲進入地下掩體，急切地注視著電腦控制系統(tǒng)和屏幕上“北航2號”探空火箭的圖像。此刻，200米之外發(fā)射指揮中心大廳指揮監(jiān)視系統(tǒng)的所有顯示屏都切換成了火箭發(fā)射架、控制數(shù)據(jù)和氣象指數(shù)畫面。

“3，2，1，點火！”隨著一聲令下，負責控制設計的王虹玥從容地按下電子點火器按鈕。

就在這一刻，全長3.42米的“北航2號”探空火箭尾部瞬時噴出耀眼的火焰，箭體也以迅雷不及掩耳之勢從發(fā)射架上呼嘯而出，在藍色天幕上劃出一道白煙，直刺萬米高空。

“發(fā)射成功！”酒泉發(fā)射中心指揮人員即刻宣布。

此刻，發(fā)射指揮大樓3層的觀測平臺上，指揮中心的工作人員與部隊官兵、北京航空航天大學的領導和師生頓時歡呼一片，尤其是參與研制的李君海、鄧代英等到現(xiàn)場的11名同學，更是激動得相互擁抱?！俺晒α?，終于成功了!”他們用吶喊、跳躍、擁抱、哭泣、大笑表達他們當時復雜的心情。

20秒后，監(jiān)控屏幕上顯示火箭分離成功，他們沖出了控制室。見搜索車已經(jīng)向火箭的回收地開去，有人提議去看看落地返回的火箭實物，所有的老師和學生在戈壁灘上向2公里外的目標物跑去，高度興奮使他們早已忘卻了已經(jīng)幾日幾夜沒有睡一個好覺。

當火箭成功地升空且圓滿地完成升空任務時，同學們一起唱起了由該校學生、曾經(jīng)參與設計“北航1號”探空火箭的薛松柏所創(chuàng)作的一首名叫《我是航天人》的歌曲：“你是航天人，我也是航天人，一條漫長的路，顆顆赤誠的心。只有航天人，最了解航天人，腳下的路越長，心中的愛越深……”

雖然由15名在校本科學生所設計的“北航2號”不是最新的，也不是最難的，但是“北航2號”卻值得“炫耀”：他們研制出我國第一枚以固液混合發(fā)動機為動力的探空火箭，填補了火箭發(fā)動機方面的一項技術空白！

照片說明：一、參與“北航2號”火箭設計的項目負責人李君海(右)和鄧代英同學。

二、“北航2號”火箭發(fā)射成功后同學們與指導老師蔡國飆(前排左四)合影(右一為鄧代英)。

四、“北航2號”總裝完成時的雄姿。

五、“北航2號”火箭設計的項目負責人李君海近影。

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