往事鉤沉

張蕾

北京時間2016年9月15日晚，“天宮二號”發(fā)射成功（見圖1），這標(biāo)志著自2011年我國成功發(fā)射了“天宮一號”之后，中國的航天科技事業(yè)又一次大踏步地前進了！我國航天事業(yè)的崛起，這既是國家綜合實力提高的表現(xiàn)，也是我國科學(xué)實力提高的縮影。當(dāng)人們手捧鮮花迎接落地歸來的航天英雄之時，又有多少人會想起曾在我國航天事業(yè)每一次的跨越發(fā)展中貢獻了智慧與心血的數(shù)萬科技工作者，雖然他們做的是基礎(chǔ)性工作，但這些工作對航天事業(yè)的貢獻更多，意義更大。

在我國航天事業(yè)發(fā)展過程中，不但涌現(xiàn)出許多可歌可泣的英雄人物，還發(fā)生了許多讓人值得稱頌的往事回憶。回到那個特殊的歷史年代，讓時間告訴我們那些不為人知的故事。

榮科立下“軍令狀” 師昌緒一舉驚世界

1964年，44歲的師昌緒（見圖2）時任中國科學(xué)院沈陽金屬研究所合金鋼研究室主任，這年冬天的一個晚上，久別的老友榮科敲開了師昌緒的家門。榮科是我國著名的金屬冶金學(xué)家，時任航空研究所總工程師，當(dāng)時已經(jīng)是晚上9點，老友這個時候突然到訪究竟所為何事呢？一進門，榮科就對師昌緒說：“有一個任務(wù)，老師你能不能干？”師昌緒問：“什么任務(wù)？”榮科隨即講述了此次到訪的意圖。榮科說，白天他在航空研究院601所參加了“我國自行設(shè)計新型飛機——殲8方案討論會”，這個會議討論的重要議題就是目前殲7戰(zhàn)機裝備（見圖3）的渦噴7發(fā)動機（見圖4）推力不夠，當(dāng)務(wù)之急是要研制一種新型的大功率發(fā)動機裝備在殲8飛機上，推力至少要提高20%。

在1964年，國內(nèi)冶金領(lǐng)域有一個很大的爭論——究竟用什么發(fā)動機？當(dāng)時國產(chǎn)飛機使用的發(fā)動機是仿制前蘇聯(lián)的，如果讓現(xiàn)有的飛機發(fā)動機推力增加20%，那么發(fā)動機渦輪葉片的耐高溫極限就要提高100℃，而當(dāng)時國際高溫合金溫度提高的速度是每年7～8℃，要提高100℃，就等于要超過十幾年的國際水平，這絕對是個跨越式的發(fā)展。

正當(dāng)會場與會人員一籌莫展之時，航空研究院副總工程師榮科大膽提出：為了提高渦噴7的推力，必須提高渦輪的進口溫度，要提高溫度則必須解決渦輪葉片耐高溫的問題。為什么不能把渦噴7的實心葉片改為空心葉片（見圖5），并進行強制冷卻的設(shè)計方案呢？渦輪葉片是噴射式發(fā)動機的心臟部件，提高燃燒室氣體的溫度可以提高發(fā)動機的推力，如果葉片的設(shè)計和制造水平不過關(guān)，輕則影響發(fā)動機的使用效率的高低，重則影響發(fā)動機的使用壽命。但在當(dāng)時，我國還沒有自主研究的空心葉片。當(dāng)時，掌握航空發(fā)動機空心葉片鍛造技術(shù)的國家只有美國、英國和前蘇聯(lián)，而難度更高的鑄造空心葉片技術(shù)只有美國掌握。所以，當(dāng)榮科提出我國要開發(fā)渦輪發(fā)動機空心葉片技術(shù)的時候，大家都覺得步伐太大，根本不可能實現(xiàn)。榮科當(dāng)即立下了軍令狀，他說：“如果在一年內(nèi)我拿不出溫度再提高100℃的渦輪發(fā)動機空心葉片，我就提頭來見！”榮科何以敢立下這樣的軍令狀？因為他知道，雖然國內(nèi)沒有他人敢做也沒有他人能做出符合要求的空心葉片，但有個人既敢做又能做到，這個人就是——師昌緒。榮科與師昌緒是好友，他之所以敢立這樣的軍令狀，完全是基于對好友的信任。所以，榮科表明了來意，平靜的等待師昌緒的答復(fù)。師昌緒回答：“我沒有見過空心葉片?！薄拔乙娺^”。榮科說，他在參加巴黎航展的時候看到過美國的戰(zhàn)斗機使用的就是空心葉片，并當(dāng)即給師昌緒畫了一張草圖，而這張草圖描述的空心葉片就是當(dāng)時很少有國家用到的鑄造空心葉片。

然而，這張草圖卻勾起了師昌緒對一年前一段往事的回憶。1963年，師昌緒在英國參觀了著名的航空發(fā)動機制造商Rolls-Royce（羅-羅）公司，當(dāng)時該公司的總工程師向師昌緒介紹，渦輪發(fā)動機的葉片不能使用鑄造技術(shù)，鑄造的缺陷會影響葉片的強度，因此導(dǎo)致葉片性能不穩(wěn)定。那時的師昌緒無論如何也想不到，英國人眼中的難題在一年后也成為他事業(yè)中一項重要的挑戰(zhàn)。做還是不做？如何抉擇？頃刻間，在師昌緒身上蘊含已久的民族自尊心被強烈的激發(fā)出來。師昌緒對榮科說：“美國人都做出來了，我們一定也能做出來?！睒s科問師昌緒：“你心里有底嗎？”“沒有，但是我有答案?！睅煵w回答。師昌緒的答案，不僅是基于自己擁有的一顆拳拳愛國之心和敢于挑戰(zhàn)科學(xué)難題的信心，更是基于他對高溫合金發(fā)展方向的把握。很快，中科院金屬所就承擔(dān)起了這項緊急任務(wù)，以師昌緒為主要領(lǐng)導(dǎo)的技術(shù)攻關(guān)小組展開了艱難的攻關(guān)。

然而，沒過多久，一個難題就擺在了師昌緒等人的面前。到底采用哪種材料做型芯才能保證空心葉片不彎不斷呢？當(dāng)時，掌握航空渦輪發(fā)動機鑄造空心葉片型芯技術(shù)的國家只有美國，屬于絕密技術(shù)。因此，這個難題必須由師昌緒帶領(lǐng)攻關(guān)小組來解決。如何解決？在試驗了很多種材料做的型芯均遭失敗之后，師昌緒心里一時也沒了底，如果把所有材料都拿來試驗，無異于大海撈針。師昌緒和課題組的人都明白，型芯試驗的時間越長，留給后面的時間就越短，一年內(nèi)根本不可能完成任務(wù)。就在型芯材料不能確定，師昌緒和攻關(guān)組各位同事都有些焦急的時候，一本美國雜志上面的石英管廣告給了師昌緒啟發(fā)。攻關(guān)組之前用過石英管做型芯，但是幾次試驗都斷了，師昌緒決定再用石英管進行試驗，只要解決石英管斷裂的問題，型芯材料就可以確定了，經(jīng)過一個多月的努力，石英管型芯的斷裂問題順利得到解決。1966年11月，我國自主研發(fā)制造的第一片球孔鑄造空心渦輪葉片在中科院金屬所簡陋的鑄造實驗車間里誕生，同年12月，鑄造空心渦輪葉片裝機試車成功。此時，我國的航空渦輪發(fā)動機葉片的發(fā)展一步邁了2個臺階，一是由鍛造合金改為真空鑄造合金，二是由實心葉片改為空心葉片。1967年，我國采用渦輪空心葉片應(yīng)用的新型戰(zhàn)斗機殲8的高空飛行時速超過了當(dāng)時蘇聯(lián)先進戰(zhàn)斗機10%以上，而空心鑄造葉片一直沿用到20世紀(jì)90年代。更具戲劇化的是，師昌緒怎樣也想不到，當(dāng)時受英國人激發(fā)而接下的這項挑戰(zhàn)后來竟會成為英國人解決這一難題的參照。

20世紀(jì)80年代，羅-羅公司的總設(shè)計師胡克來到中國參觀，當(dāng)看到我國在戰(zhàn)機上裝備的鑄造空心葉片時大為吃驚，他說：“這趟中國之行很值得，我們做不出來的東西，你們竟然早就做出來了！”在當(dāng)時，世界上航空發(fā)動機渦輪葉片的長度主要有2種體系，一個是英美體系的葉片，長度較短，而我國和蘇聯(lián)使用的葉片是蘇聯(lián)體系，葉片很長，近乎英美體系葉片長度的2倍。隨著葉片的長度增加，鑄造難度也相應(yīng)的提高，這一成果讓世界為之一驚。截至目前，鑄造空心葉片仍被用于世界絕大部分的航空發(fā)動機上。

中蘇關(guān)系驟然惡化 吳自良“閉關(guān)”3載終成“膜”

1999年9月18日，正值中華人民共和國成立50周年華誕之際，黨中央、國務(wù)院和中央軍委作出決定，對我國當(dāng)年研制原子彈、氫彈和人造衛(wèi)星做出突出貢獻的23位科學(xué)家予以表彰，向他們頒發(fā)“兩彈一星功勛獎?wù)隆?，這23位科學(xué)家被稱為“兩彈一星元勛”。在這23位功勛卓著的“兩彈一星元勛”中，有一位科學(xué)家在我國提取鈾235的工作中起到關(guān)鍵作用的材料學(xué)家，他的名字叫——吳自良（圖6）。

1950年底的一個初冬早晨，一艘名為“威爾遜號”的美國客輪緩緩駛進了香港，離開祖國7年之久的吳自良回到了中國。當(dāng)吳自良回憶起那個時刻的時候，感慨地說：“我到底是中國人，離開祖國那么多年，吃了那么多苦，日思夜想的就是回到百廢待興的祖國，為國家做些事情?！睂倓傉Q生的新中國來說，1950年是許多海外游子回家的一年，就在吳自良回國的前后，鄧稼先、朱光亞、王希季等先后放棄在美國優(yōu)越的科研條件和工作回國，程開甲也從英國皇家化工學(xué)院回到了中國，他們后來都是新中國“兩彈一星”勛章的獲得者，共同為我國的核物理事業(yè)建立了卓越的功勛。

回國后的吳自良，擔(dān)任了唐山北方交通大學(xué)的冶金系教授，一年后，他應(yīng)聘為中國科學(xué)院工學(xué)實驗館研究員，負(fù)責(zé)物理冶金方面的科研工作。20世紀(jì)的50年代初，吳自良主持了我國汽車用蘇聯(lián)低合金鋼40X代用品——錳鉬鋼的研究，這項成果對建立我國自己的合金鋼體系系統(tǒng)起到了開創(chuàng)和示范作用，被譽為我國合金鋼系統(tǒng)的典范。然而，到了1960年，對中國來說是一個多事之秋，這一年，中蘇關(guān)系驟然惡化，蘇聯(lián)單方面中斷關(guān)系、撤回專家、帶走和銷毀全部科研和技術(shù)資料，結(jié)束了對中國長達(dá)10年之久的技術(shù)援助。此時，新中國剛剛起步的原子核工業(yè)面臨著夭折的危險。發(fā)展核工業(yè)，最基本的要求是要能自主生產(chǎn)鈾235，沒有鈾235，原子彈將永遠(yuǎn)是天方夜譚。20世紀(jì)五六十年代，氣體擴散法分離鈾235是那個時期唯一可以實現(xiàn)工業(yè)化提取鈾235的技術(shù)，而分離膜是氣體擴散機的核心部件，被稱為提煉濃縮鈾的“心臟”。當(dāng)時，只有美國、蘇聯(lián)和英國等極少數(shù)國家掌握了制造分離膜的技術(shù)。蘇聯(lián)專家撤走時曾叫囂：即使我們把氣體擴散機送給你們，沒有分離膜，機器也將是一堆廢鐵！

此時的中國內(nèi)外交困，是放棄研分離制鈾235的計劃還是另找別的出路？此時，時任國務(wù)院副總理兼國防部國防科學(xué)技術(shù)委員會主任的聶榮臻元帥說，我們只能寄希望于我們自己的專家，外國人能做出來，我們?yōu)槭裁醋霾怀鰜恚?961年，國家將甲種分離膜研制任務(wù)正式下達(dá)給中國科學(xué)院和上海市，為加快進度，中國科學(xué)院集中組織有關(guān)專家和科技人員到上海冶金研究所協(xié)作攻關(guān)，吳自良就是這個重大項目的技術(shù)總負(fù)責(zé)人。但是，包括吳自良在內(nèi)，所有的技術(shù)人員都對分離膜不了解，可以說是“白紙一張”，對分離膜的研究要完全從零做起，談何容易！鑒于此，中央從復(fù)旦大學(xué)、中科院上海原子能所和中科院沈陽金屬所抽調(diào)科研技術(shù)人員數(shù)百人聚集上海，一個目標(biāo)之下，不曾相識的人聚到一起，目的只有一個——做出中國自己的氣體擴散機分離膜，掌握自主的濃縮鈾提煉技術(shù)。在中科院上海冶金研究所的院子里，經(jīng)常出現(xiàn)徹夜通明的景象。吳自良對所有參與分離膜研制的工作人員說：“我們要做好豎著進來，橫著出去的準(zhǔn)備，這是一件事關(guān)我國原子彈能否造得出來、能否上天的事情！”吳自良和所有的科研人員就是抱定了哪怕拼到生命盡頭也要拿出中國自己的分離膜的精神，就這樣，吳自良整整3個春秋都沒有離開過實驗室。3年的埋頭努力，甲種分離膜的研制獲得了成功，中國終于敲開了跨入核大國行列的大門。

1964年10月16日，在中國西北的茫茫戈壁灘上，一聲巨響劃破長空，一朵蘑菇云緩緩升天，中國的原子彈終于研制成功（見圖7）。那一天，吳自良和他的同事們只是從廣播中獲得了這個消息。20年后，由吳自良牽頭研制成功的甲種分離膜獲得了1984年國家創(chuàng)造發(fā)明一等獎和1985年國家科技進步特等獎。1980年，吳自良當(dāng)選為中國科學(xué)院院士，60年間，他完成了從放牛娃到科學(xué)功臣的轉(zhuǎn)變。2006年的3月12日，吳自良在華東醫(yī)院他的病房里度過了他90歲的生日，他對所有前來祝賀的老友不斷重復(fù)這一句話：“國家所給予的“兩彈一星”功臣的榮譽是當(dāng)年在同一戰(zhàn)壕里的人用青春和汗水換來的，榮譽不只屬于我自己！”

“茍利國家生死以，豈因禍福避趨之?！弊屛覀冦懹浤切榱藝曳睒s富強舍小家、顧大家，并為我國科技事業(yè)鞠躬盡瘁死而后已的科技先輩們，用他們的偉績鞭策后輩，用今人的成績告慰他們。向戰(zhàn)斗在科技工作最基層的材料英雄們致敬！