昂首向天外
——記航天六院火箭發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)專家孫宏明

文/李亞新

昂首向天外
——記航天六院火箭發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)專家孫宏明

文/李亞新

81歲的孫宏明坐在我對(duì)面，精神矍鑠，兩眼炯炯有神，思路清晰，說話行云流水。他說他研究了一輩子火箭的心臟——發(fā)動(dòng)機(jī)。每一枚飛向太空的火箭，都浸透著他和同事們的心血和汗水。

火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，多么高精尖的東西，外人再怎么揣摩，都不會(huì)理解其中的奧妙，只能在目送火箭冉冉升空的時(shí)候，陡生仰慕之心。

邁開第一步

1936年出生的孫宏明，23歲從北京工業(yè)學(xué)院畢業(yè)。當(dāng)時(shí)正值中蘇關(guān)系破裂，蘇聯(lián)專家撤走。為發(fā)展中國的航空航天事業(yè)，聶榮臻元帥一聲令下，孫宏明和北京工業(yè)學(xué)院260多名大學(xué)生一起參軍入伍，來到國防部第五研究院一分院第三設(shè)計(jì)部推力室研究室，開始了他與火箭發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)緣的一生。

不管導(dǎo)彈還是衛(wèi)星，都需要火箭的推力將它們送到預(yù)定目標(biāo)，而火箭的心臟部位就是發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量的優(yōu)劣，決定著火箭發(fā)射的成敗。我們耳熟能詳?shù)摹皷|風(fēng)”就是導(dǎo)彈系列，“長征”則是運(yùn)載火箭系列。

年輕的孫宏明在北京，從“東風(fēng)”入手，邁出了研究火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的第一步。

液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的最核心部件是直流式噴注器，孫宏明從提方案、做設(shè)計(jì)、畫圖、計(jì)算、下廠跟班生產(chǎn)，樣樣親自動(dòng)手。他告訴我，這種噴注器由噴注器盤和噴嘴環(huán)組成，上面有2700多個(gè)噴嘴孔，每個(gè)孔的流量都不一樣，計(jì)算要精準(zhǔn)，稍有不慎，就會(huì)造成重大事故。

“懷胎十月，一朝分娩”。孫宏明從1965年春天畫圖開始，到同年12月10日，這個(gè)直流式噴注器寶寶呱呱落地，首次燃燒試驗(yàn)就獲得了成功。以后又試驗(yàn)了15次，次次成功。而同樣的直流式噴注器，美國人要試驗(yàn)很多次，如F-1發(fā)動(dòng)機(jī)為確定噴注器方案，曾試驗(yàn)了2000多次才獲得成功。

這個(gè)直流式噴注器首先用于“東風(fēng)五號(hào)”發(fā)動(dòng)機(jī)，衍生應(yīng)用到“長征”系列發(fā)動(dòng)機(jī)，它是中國載人航天發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)。

新的高峰

1971年，在毛主席“山、散、隱”的戰(zhàn)略思想指導(dǎo)下，“三線”建設(shè)拉開帷幕。孫宏明所在的一分院部分遷往陜西寶雞鳳縣。在一條山清水秀的山溝里，對(duì)外叫“○六七基地”的單位拔地而起，而孫宏明則在其下屬的第11研究所工作，從事液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研究設(shè)計(jì)。

時(shí)間就像門前的小河流水，潺潺流淌，一刻不息。從1971年到1993年，孫宏明和他的同事們，在秦嶺的群山環(huán)抱中，度過了22年的時(shí)光。他也從一名普通技術(shù)員，逐步成長為骨干和中堅(jiān)，先后擔(dān)任了11研究所副所長、所長、科技委主任等職。職稱也從副主任、主任設(shè)計(jì)師到研究員。1992年，孫宏明被國防科工委任命為“運(yùn)載火箭副總設(shè)計(jì)師”。

職務(wù)和職稱的上升，證明著孫宏明的努力和提升。為了中國的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，他和同事們?cè)谇貛X山溝里，默默無聞地奉獻(xiàn)著青春和年華。

在這里，孫宏明主持了長征四號(hào)一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)和長征二號(hào)捆綁火箭二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的研制。這兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)成為中國載人航天和月球探測(cè)運(yùn)載火箭的基礎(chǔ)。

孫宏明以往熟悉的“東風(fēng)”系列火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，一般推力為70噸，而長征四號(hào)的推力要改為75噸。推力大了震動(dòng)就大。如何解決結(jié)構(gòu)的可靠性，是孫宏明他們考慮的首要問題。經(jīng)過集思廣益，方案的再三論證，他們采用了預(yù)研東風(fēng)六號(hào)的發(fā)生器，將它放在長征四號(hào)一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)上。試車后，果然達(dá)到了理想效果，75噸推力發(fā)動(dòng)機(jī)工作十分平穩(wěn)。

長二捆發(fā)動(dòng)機(jī)因?yàn)橐糜谳d人航天，必須慎之又慎。1998年7月28日，基地請(qǐng)來了俄羅斯火箭專家，在寶雞鳳縣對(duì)75噸發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了燃燒不穩(wěn)定性鑒定試驗(yàn)。專家對(duì)試驗(yàn)十分肯定，說：“還沒有遇到過這么穩(wěn)定的發(fā)動(dòng)機(jī)，剛性和柔性都是動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的?！?/p>

孫宏明和他的同事們長舒了一口氣，這個(gè)鑒定結(jié)果，標(biāo)志著他們的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研制，又攀上一個(gè)新的高峰。

長二捆二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)增加了兩個(gè)大噴管，發(fā)動(dòng)機(jī)性能有了較大提升，也把發(fā)動(dòng)機(jī)的推力從73提高到75噸，再加上推進(jìn)劑利用系統(tǒng)，調(diào)節(jié)精度提高，使運(yùn)載火箭具備了發(fā)射飛船的能力。

長征二號(hào)捆綁火箭，即在芯級(jí)火箭周圍再捆綁四個(gè)助推火箭，一起點(diǎn)火，瞬間產(chǎn)生600噸的起飛推力。

成功與失敗

每一臺(tái)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的交付使用，都是研制人員目送精心培養(yǎng)長成的孩子踏上新的旅程，不僅全程護(hù)送，還要牽腸掛肚，一直到火箭拖著長長的火龍消失在天邊。

1988年9月7日，長征四號(hào)甲運(yùn)載火箭一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)首次參加風(fēng)云一號(hào)氣象衛(wèi)星發(fā)射，取得成功。1990年，再次參加發(fā)射風(fēng)云一號(hào)氣象衛(wèi)星，也順利完成任務(wù)。由于兩次發(fā)射成功，長征四號(hào)甲運(yùn)載火箭及發(fā)動(dòng)機(jī)獲得了1990年度的國家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。孫宏明也成為獲得國家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)中的一員。

火箭的發(fā)射有成功喜悅，也有失敗教訓(xùn)。1983年10月，孫宏明帶領(lǐng)5位隊(duì)員，前往西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，執(zhí)行火箭發(fā)射任務(wù)。1984年1月26日，第一發(fā)火箭已測(cè)試結(jié)束，處于待發(fā)狀態(tài)。這時(shí)的發(fā)射場，環(huán)境溫度最低在零下5攝氏度以下。由于規(guī)定氧化劑溫度不能低于5攝氏度，再低可能會(huì)影響發(fā)射。孫宏明召集隊(duì)員們一起研究解決辦法。他們提出了充分利用發(fā)射場日夜溫差大的特點(diǎn)，晚上關(guān)閉塔架百葉窗，保溫推進(jìn)劑。白天10點(diǎn)以后，打開百葉窗，讓火箭充分享受日光照射，使推進(jìn)劑升溫。這一意見立即被采納。首次發(fā)射時(shí)，推進(jìn)劑溫度均達(dá)到8攝氏度以上。

遺憾的是，1月29日，首次發(fā)射，雖然一、二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作正常，但三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)二次啟動(dòng)失敗，火箭發(fā)射未能完全成功。

失敗是成功之母。經(jīng)過分析，三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)采取了改進(jìn)措施并經(jīng)驗(yàn)證試驗(yàn)，以新的狀態(tài)組成了火箭。1984年4月8日，中國第一顆試驗(yàn)通信衛(wèi)星東方紅二號(hào)發(fā)射成功。4月15日，美國航空航天局局長貝格斯寫信祝賀：“你們完全可以為中國航天計(jì)劃中的這一重要里程碑感到自豪，為長征三號(hào)運(yùn)載火箭的性能感到自豪，僅有少數(shù)幾個(gè)國家達(dá)到了這次發(fā)射所顯示的能力。”

為完成這次試驗(yàn)，孫宏明和5名隊(duì)員從1983年10月15日到1984年4月13日，在西昌基地整整待了半年，參試隊(duì)員，克服了自己生病、家人生病、小孩上學(xué)等多種困難，出色地完成了任務(wù)。

1984年4月15日，孫宏明和5位隊(duì)員乘坐火車回到秦嶺中的○六七基地。在鳳州火車站，基地的同事們打著大旗，敲鑼打鼓，鞭炮齊鳴，熱烈歡迎他們凱旋歸來。

1992年，中國承擔(dān)了美國休斯公司為澳大利亞制造的澳賽特衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)。3月22日，首次發(fā)射沒有成功，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)疑聲此起彼伏。孫宏明和同事們一起，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)做了全面檢查，從測(cè)得的參數(shù)分析，不是發(fā)動(dòng)機(jī)問題?？刂葡到y(tǒng)經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，查明了失敗原因，改進(jìn)了控制線路，組成了新狀態(tài)的火箭。8月14日，他們成功將澳賽特B1衛(wèi)星送上太空。1994年8月28日，再將第二顆奧賽特B2衛(wèi)星成功送入太空。

1984年4月孫宏明從西昌發(fā)射基地凱旋，在鳳州火車站受到熱烈歡迎

成功、失敗，失敗、成功。孫宏明和他的同事們?cè)谝宦房部赖男谐讨?，深深地意識(shí)到“質(zhì)量是航天事業(yè)的生命”?；鸺l(fā)動(dòng)機(jī)，決不允許一絲一毫的隱患出現(xiàn)，他們的工作只能細(xì)致再細(xì)致。

昂首向天外

1992年初，在接到載人航天工程發(fā)射飛船任務(wù)后，對(duì)于專門研制火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的第11研究所所長的孫宏明來說，深深感到責(zé)任重大。他組織了以二室為主的設(shè)計(jì)隊(duì)伍，發(fā)動(dòng)技術(shù)人員，經(jīng)過充分論證認(rèn)為，要在長征二號(hào)捆綁式運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上做好三方面工作：采取可靠性增長措施，使發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)狀態(tài)進(jìn)一步提高；通過一定數(shù)量的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)評(píng)定可靠性；用鑒定試驗(yàn)評(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒穩(wěn)定性。

按照既定方針，他們不斷地試驗(yàn)，不斷地找出問題，不斷地改進(jìn)，終于做到了基本無懈可擊。改進(jìn)后的發(fā)動(dòng)機(jī)，具備了發(fā)射飛船和載人航天的可靠性指標(biāo)水平。

他們交付發(fā)動(dòng)機(jī)并組成了長征二號(hào)F運(yùn)載火箭，成功發(fā)射了無人神舟飛船和多艘載人神舟飛船，成功發(fā)射了“天宮”空間實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)了飛船與空間站的交匯對(duì)接，先后把多名航天員送入太空，圓了中華民族的千年飛天夢(mèng)。

孫宏明和他的同事們研制的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，踏上了坦途，噴吐著長長的火龍，昂首向天外。

后記

和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)打了一輩子交道的孫宏明，和同事們一起，于1993年底遷入西安航天城，他也于1998年退休。

當(dāng)然，作為專家，他退而不休。所里的重大技術(shù)方案、發(fā)動(dòng)機(jī)故障分析、運(yùn)載火箭失利分析以及各種鑒定會(huì)、評(píng)審會(huì)、質(zhì)量會(huì)，他經(jīng)常參加，提出他的寶貴意見。

回首轉(zhuǎn)瞬即逝的這一生，孫宏明無限感慨，他提筆寫下了“調(diào)寄滿江紅·中國航天”一詞：

十三億神州，迎來春色滿園。鑄神劍，洲際導(dǎo)彈，威震敵膽。神舟載人信天游，嫦娥奔月會(huì)吳剛。圓中華千年飛天夢(mèng)，盡開顏。

航天人，不畏難，爭朝夕，勇向前。繼傳統(tǒng)精神，奮勇登攀。載人登月高技術(shù)，星際航行顯手段。讓太空資源為我用，史無前。