楊南生：中國固體火箭奠基者

中國第一枚探空火箭、第一臺固體火箭發(fā)動機(jī)、第一顆人造地球衛(wèi)星東方紅1號、第一發(fā)潛地導(dǎo)彈巨浪1號……這令人驕傲的一個又一個“第一”，都與他的名字密切相連，飽含著他的心血和付出。他就是著名火箭專家，中國固體火箭的開創(chuàng)者、奠基者楊南生。他是我國首批當(dāng)選國際宇航科學(xué)院院士的科學(xué)家，被錢學(xué)森譽為“有真才實學(xué)”的專家學(xué)者。

立志“實學(xué)報國”

1921年12月29日，楊南生出生于緬甸仰光。其祖輩自廈門遠(yuǎn)渡南洋，拓荒異域。父親楊允修負(fù)笈東瀛，學(xué)成后在緬甸教書育人，曾任仰光華僑中學(xué)校長，以其深厚的學(xué)養(yǎng)與高尚的人格魅力贏得師生們的喜愛；母親薩本祥出身于福州名門閩侯薩氏，聰慧過人，性情坦蕩。楊南生的人生底色，一面鐫刻著父親的敦厚與擔(dān)當(dāng)，另一面則映照著母親的機(jī)敏與率真。

楊南生兩歲時隨父母回國，父親在清華大學(xué)擔(dān)任日語老師。楊南生的大舅薩本鐵是化學(xué)家，二舅薩本棟是清華著名教授、物理學(xué)家。少年楊南生曾借居于薩本棟家，其時薩本棟正在撰寫《普通物理學(xué)》，楊南生利用課余時間，一邊幫二舅謄抄書稿，一邊學(xué)習(xí)這本著作，受到了物理學(xué)科的啟蒙教育。他自己動手做了許多飛機(jī)、輪船模型，其中最龐大的船模長達(dá)兩米，精致而逼真，父親和二舅極為贊賞，并為它們拍照留念。

楊南生進(jìn)入北平師大附中就讀后，醉心于數(shù)理化，成績一直拔尖，尤其物理學(xué)科表現(xiàn)優(yōu)異，曾獲得全班唯一滿分和北京市第二名的成績。父親和二舅都很高興：“學(xué)好‘實學(xué)’（科學(xué)），可以更好地報國！”就這樣，楊南生“實學(xué)報國”的志向在心里悄然扎根。

楊南生不僅學(xué)習(xí)成績優(yōu)異，還熱愛各項體育運動，是學(xué)校百米田徑賽場上的運動健將、學(xué)校的排球隊員和足球隊的守門員。

1937年七七事變爆發(fā)，北平被日寇占領(lǐng)，北師大附中一部分西遷陜西城固，一部分被北平親日政府接收。讀高二的楊南生未能西行，留在了北平。一天，英語老師在課堂上向同學(xué)們傳達(dá)一個壞消息：南京淪陷了！說完就大哭起來。楊南生和同學(xué)們被感染了，他們哭作一團(tuán)，抗日的怒火在心中燃燒。

那時，楊南生的二舅薩本棟被聘任為廈門大學(xué)校長，他決定趕在廈門淪陷前將廈大搬遷到閩西的長汀。在抗戰(zhàn)的烽火硝煙中，他帶領(lǐng)廈大人克服重重困難，在遷校時帶來的幾卡車物資的基礎(chǔ)上，將廈大發(fā)展成一所具有相當(dāng)規(guī)模的名牌大學(xué)。在清華大學(xué)當(dāng)日語老師的楊允修放棄教日文，在清華大學(xué)圖書館當(dāng)管理員。父輩們的愛國情操深深地影響著楊南生。

日軍攻占漢口后，北平當(dāng)局要求各校召開“慶祝會”，還要師生們集會。師大附中的訓(xùn)導(dǎo)主任召集師生訓(xùn)話，下令屆時全校師生必須參加，不得請假。楊南生仍寫了請假條，拒不參加。訓(xùn)導(dǎo)主任把他叫到辦公室，狠狠訓(xùn)斥了一頓，并貼出一張?zhí)幜P告示：“查高三學(xué)生楊南生玩忽校令，欺騙師長，特予記大過處分，以示訓(xùn)誡?！?/p>

高中畢業(yè)后，楊南生決定離開北平，前往抗戰(zhàn)大后方。在親友的幫助下，他輾轉(zhuǎn)抵達(dá)昆明，考入西南聯(lián)合大學(xué)航空系。他本來希望學(xué)好航空專業(yè)報效祖國，可當(dāng)局“只修不造”的政策令他十分失望。一年后，他轉(zhuǎn)入機(jī)械系學(xué)習(xí)。

抗戰(zhàn)勝利后不久，楊南生隨清華大學(xué)遷回北平，任錢偉長教授的第一任助教。1947年，在錢偉長的鼓勵下，楊南生考取了最后一批“庚子賠款留學(xué)生”，進(jìn)入英國曼徹斯特大學(xué)深造。1950年夏，楊南生以優(yōu)異的成績獲得曼徹斯特大學(xué)自然哲學(xué)機(jī)械工程學(xué)博士學(xué)位，他的博士論文《各向同性金屬的塑性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系》被評為優(yōu)秀論文。

新中國成立后，楊南生懷著“實學(xué)報國”的赤子之心，婉拒了英方的挽留，幾經(jīng)周折，回到祖國，成為從海外回到新中國懷抱的第一批專家。回國后，楊南生即投身汽車工業(yè)，任重工業(yè)部汽車實驗室材料試驗科科長。1953年10月，楊南生和他負(fù)責(zé)的材料試驗科成建制地從北京調(diào)入長春第一汽車制造廠，組建一汽中央實驗室，楊南生任主任。他在一汽只有短短三年時間，但新中國第一輛和第一批解放牌汽車成功走下生產(chǎn)線，他功不可沒。

1956年9月，楊南生被調(diào)至中國科學(xué)院力學(xué)研究所任副研究員。也是在這一年，他加入了中國共產(chǎn)黨。

沖向太空第一步

1958年8月，為落實毛澤東“我們也要搞人造衛(wèi)星”的指示，中國科學(xué)院成立第一設(shè)計院（代號1001設(shè)計院），承擔(dān)人造衛(wèi)星和運載火箭的總體設(shè)計任務(wù)，由力學(xué)研究所所長郭永懷任院長，楊南生任副院長。郭永懷此時在甘肅某基地負(fù)責(zé)核導(dǎo)彈的研制任務(wù)，楊南生在此負(fù)責(zé)火箭研究工作。

整個設(shè)計院上上下下吃住在科研基地，憑著夢想加苦干的精神，在很短時間內(nèi)設(shè)計完成了T-3運載火箭的結(jié)構(gòu)總圖（包括發(fā)動機(jī)），作為向新中國成立九周年的獻(xiàn)禮。10月中旬，科研院自然科學(xué)躍進(jìn)成果展覽會的保密室展出了這張結(jié)構(gòu)總圖，毛澤東、劉少奇、周恩來等中央領(lǐng)導(dǎo)同志蒞臨觀看了這張結(jié)構(gòu)總圖，給予了充分肯定。由于當(dāng)時國家工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，這項工程下馬。

1958年11月，在上級部門的部署下，1001設(shè)計院全班人馬遷至上海，成立了上海機(jī)電設(shè)計院，受中國科學(xué)院和上海市雙重領(lǐng)導(dǎo)，其主要任務(wù)是研制探空火箭。上海市委又從上海交大、同濟(jì)大學(xué)、華東師大等多所高校，以及科研機(jī)構(gòu)和工業(yè)部門，抽調(diào)大批科技人員和干部，包括提前半年畢業(yè)的大專學(xué)生，來到設(shè)計院。上海市委將上海機(jī)床廠廠長艾丁調(diào)至設(shè)計院任黨委書記，楊南生任副院長，上海交大副教授王希季任設(shè)計院總工程師。為了盡快帶出這支年輕的隊伍，楊南生在設(shè)計院開設(shè)了多門專業(yè)課程，每天晚上給年輕人講課，設(shè)計院的大樓常常徹夜燈火通明。

上海機(jī)電設(shè)計院的成立，拉開了我國探空火箭事業(yè)發(fā)展的序幕。楊南生帶領(lǐng)團(tuán)隊以發(fā)射衛(wèi)星用的運載火箭為目標(biāo)，在短短幾個月的時間里，分別設(shè)計出T-3、T-4、T-5、T-6等探空火箭。但因種種因素制約，這幾種火箭皆未研制成功。

1959年9月，T-7M火箭開始研制。參與研制T-7M火箭的這支隊伍絕大部分是剛出校門的大學(xué)生，平均年齡只有二十四歲，他們懷著一股力爭趕上世界先進(jìn)水平，為國爭光的闖勁兒，和白手起家、因陋就簡、艱苦奮斗的精神投入了艱苦的研制工作。

發(fā)動機(jī)試驗臺是利用空軍江灣機(jī)場在新中國成立前國民黨留下的地下碉堡，用草包、泥土進(jìn)行改造的試驗臺，因此各項設(shè)備十分簡陋。由于經(jīng)費困難，時間緊迫，借來的一臺五十千瓦發(fā)動機(jī)組就放在蘆席棚的簡易房子里；推進(jìn)劑加注是用自行車打氣筒加壓進(jìn)行的；場區(qū)內(nèi)的通信聯(lián)絡(luò)甚至連廣播喇叭都來不及裝，各項工作命令全靠叫喊和手勢傳遞。

在安排就緒以后，1960年1月25日，T-7M火箭首次發(fā)射。點火時，由于管道和推力室連接處震裂，使推進(jìn)劑流出并在發(fā)射架上燃燒，發(fā)射失敗。采取措施改進(jìn)后，2月19日再次組織發(fā)射，獲得成功。T-7M主火箭的首次成功，是設(shè)計院研制工作的一個重要里程碑，也是我國自行設(shè)計研制并發(fā)射成功的第一枚液體火箭，打響了我國沖向太空的“第一炮”。

1960年5月28日晚，毛澤東主席在楊尚昆、柯慶施等同志的陪同下，前往上海市延安西路二百號上海市新技術(shù)展覽室，興致勃勃視察了T-7M火箭的實物。毛主席詢問了火箭的飛行高度，講解員回答能飛八公里，毛主席意味深長地說：“八公里，那也了不起??！應(yīng)該把八公里、二十公里、二百公里都搞上去！”這是這位共和國領(lǐng)袖視察過的唯一一個航天產(chǎn)品。

1960 年9月13日，T-7探空火箭在安徽六〇三試驗基地發(fā)射成功，起飛重量七百公斤，飛行高度十九點二公里。之后，楊南生帶領(lǐng)團(tuán)隊又研制出T-7A氣象火箭，于1963 年 12 月 22 日發(fā)射成功，飛行高度一百二十五公里。航天界一般認(rèn)為太空的下界高度為一百公里左右，這就意味著T-7A火箭成為中國研制的首次進(jìn)入太空的飛行器（不含導(dǎo)彈）。1964年7月19日，在楊南生的組織指揮下，我國第一枚生物探空火箭T-7A（S1）發(fā)射成功，火箭搭載的中國第一批“航天員”——八只白鼠隨著降落傘安全返回地面。

助力東方紅1號上天

我國早期火箭發(fā)動機(jī)使用的是液體燃料，但美、蘇的許多導(dǎo)彈都逐漸轉(zhuǎn)向用固體發(fā)動機(jī)，這是導(dǎo)彈發(fā)展的必然趨勢。于是，1962年7月，國防部第五研究院（簡稱“五院”）在四川瀘州高壩建立了中國第一個固體火箭發(fā)動機(jī)研究所，1964年4月，改稱國防部五院四分院（后來的航天部第四研究院）。1964年8月，楊南生懷揣著周恩來總理的任命書，告別繁華的大上海，趕往四川瀘州，任國防部五院四分院副院長。由于瀘州潮濕的氣候不適合固體推進(jìn)劑的研究，四分院整體北遷至內(nèi)蒙古呼和浩特。

四分院的主要任務(wù)是牽頭研制直徑三百毫米的固體發(fā)動機(jī)。當(dāng)時，美、蘇這方面在技術(shù)上對中國嚴(yán)密封鎖，楊南生千方百計地找到了一本由荷蘭愛思唯爾公司1960年出版的《火箭推進(jìn)》原版專業(yè)著作。在這部艱澀的著作中，他尋找著有關(guān)固體火箭技術(shù)的蛛絲馬跡。由于這部書非常難懂，他在封面上寫下了“天書”二字。他每天晚上攻讀這本書，每有一點收獲就記下來，第二天就找有關(guān)技術(shù)人員研究。

固體發(fā)動機(jī)研制初期，喉襯這一發(fā)動機(jī)的“咽喉”要件大半年才研制出一個，好不容易到了試驗階段，卻發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)了裂紋。主管部門立即命令停止試車。楊南生得知情況后，立即召開會議聽取匯報，在明確裂紋位置，通過計算分析受力狀態(tài)與受力關(guān)系后，他斷言：“試車不會受影響?！钡珷幷撘廊缓芗ち?。楊南生用扁擔(dān)受力的現(xiàn)象對此加以說明：扁擔(dān)的支點在肩上，兩頭的重力是向下的，貼肩的一面如若開裂，裂紋只會被擠壓合攏，而不會斷裂。大家被說服了，他當(dāng)即拍板：“就這樣定啦！ 出了問題我負(fù)責(zé)！”結(jié)果試車成功，原來持反對意見的同志也一同歡呼起來。

固體發(fā)動機(jī)噴口的火焰溫度超過三千攝氏度，而且燃燒會產(chǎn)生固體顆粒，這對噴管材料的要求非常嚴(yán)苛。金屬中最耐高溫的是鎢，而鎢的熔點剛剛達(dá)到噴口的火焰溫度，如果直接使用將會帶來巨大的安全隱患。為此，楊南生通過協(xié)調(diào)有關(guān)部門科研人員配合，終于研制出了一種特殊的復(fù)合材料，可持續(xù)承受三千攝氏度以上的高溫，解決了殼體的技術(shù)難題。

楊南生帶著團(tuán)隊艱苦探索，頑強拼搏，攻克了固體發(fā)動機(jī)的推進(jìn)劑不穩(wěn)定燃燒、藥柱裂紋、脫黏三大“攔路虎”。1965年7月，號稱中國固體火箭“頭生子”的三百毫米固體發(fā)動機(jī)即將誕生。四分院成立了一支二十多人組成的試驗隊，由楊南生任隊長，帶著三百毫米固體發(fā)動機(jī)配制成的試驗導(dǎo)彈，開赴酒泉試驗基地。在靶場先后分兩批發(fā)射了六發(fā)試驗彈，全部成功。“勝利了！勝利了！”楊南生忘情地和大家擁抱在一起……

三百毫米固體發(fā)動機(jī)的誕生，標(biāo)志著中國固體火箭實現(xiàn)了從無到有的歷史性突破，它向世界宣告：中國從此有研制固體火箭的能力了。

1967年初，國防科委決定以兩級液體發(fā)動機(jī)加第三級固體發(fā)動機(jī)，構(gòu)成我國第一枚運載火箭長征1號，發(fā)射中國第一顆人造地球衛(wèi)星東方紅1號，并把為長征1號研制第三級火箭發(fā)動機(jī)的任務(wù)交給了四分院。四分院立即成立了以楊南生為總指揮的攻關(guān)團(tuán)隊，為東方紅1號上天研制七百七十毫米固體發(fā)動機(jī)。

楊南生帶著行李住進(jìn)了生產(chǎn)廠區(qū)的辦公室。內(nèi)蒙古戈壁灘的冬天，滴水成冰，他騎著破自行車，穿著舊軍大衣，戴著狗皮帽子，頂著風(fēng)沙奔波在各生產(chǎn)車間、研究所、試驗站之間。長期艱苦的工作使楊南生患上了坐骨神經(jīng)痛，導(dǎo)致他右腳不能行走，他就右腳踩在自行車踏板上，用左腳在戈壁荒漠上一下一下地向前劃行，大家稱他為“荒漠走單騎”。

試驗站是楊南生經(jīng)常去的地方。每次試驗，他就隔著防爆玻璃窗觀察發(fā)動機(jī)從點火到燃燒的全過程。安保人員每次都“警告”他不能靠近，他總是抱歉地說：“對不起，我必須親眼觀察才能準(zhǔn)確掌握發(fā)動機(jī)的狀態(tài)?！币淮?，發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)頭部位置藥柱裂紋，楊南生當(dāng)即決定挖藥修補，可在發(fā)動機(jī)里挖藥，無異于虎口拔牙。他說：“挖藥是一步險棋，但國家急需，這個險值得冒！”他不顧別人勸阻，堅持和“敢死隊”隊員一起輪番鉆進(jìn)發(fā)動機(jī)操作，十八個人干了兩天兩夜，終于將裂紋處的藥全部挖出，再補藥、固化，清除了發(fā)動機(jī)的事故隱患。

1968年1月26日，七百七十毫米固體發(fā)動機(jī)進(jìn)行試車，點火三十秒鐘后發(fā)生燃爆，發(fā)動機(jī)帶著火焰飛離試車臺。楊南生立即組織團(tuán)隊對故障進(jìn)行分析，查出原因后馬上采取措施加以改進(jìn)，后又進(jìn)行了十九次試車，均獲成功，發(fā)動機(jī)的各項指標(biāo)均達(dá)到總體設(shè)計要求。

楊南生帶領(lǐng)團(tuán)隊經(jīng)過幾年的攻關(guān)，固體發(fā)動機(jī)終于研制成功，裝上了長征1號運載火箭。1970年3月27日，楊南生率領(lǐng)四分院發(fā)射隊，到達(dá)酒泉基地，參加?xùn)|方紅1號衛(wèi)星發(fā)射的準(zhǔn)備工作。4月14日，錢學(xué)森與火箭研制負(fù)責(zé)人任新民、楊南生、戚發(fā)軔等，乘專機(jī)飛抵北京，到人民大會堂向周恩來等中央領(lǐng)導(dǎo)人匯報衛(wèi)星發(fā)射前的準(zhǔn)備情況。會后，任新民、楊南生、戚發(fā)軔被送到國防部大樓，趕寫各自部分的報告，向黨中央簽署軍令狀。楊南生一夜未眠，寫好有關(guān)固體火箭發(fā)動機(jī)的報告后，東方已經(jīng)破曉，他在報告上鄭重簽上了自己的名字。

1970年4月24日，共和國第一顆人造地球衛(wèi)星東方紅1號轟然飛上太空，第三級發(fā)動機(jī)的最后一推，把衛(wèi)星準(zhǔn)確送入預(yù)定軌道，《東方紅》樂曲也隨之傳遍全球。楊南生站在寒風(fēng)中凝神靜聽，他的雙眼濕潤了……

打造巨浪1號的“心臟”

在東方紅1號衛(wèi)星成功發(fā)射的前夕，國防科委正式下達(dá)了研制中程固體潛地導(dǎo)彈的任務(wù)，也就是人們所熟知的巨浪1號。楊南生受領(lǐng)的任務(wù)是研制巨浪1號潛地導(dǎo)彈的“心臟”——大型新型固體發(fā)動機(jī)。

楊南生和團(tuán)隊面臨的挑戰(zhàn)是前所未有的。按照總體設(shè)計方案，巨浪1號采用的兩級直徑均為一千四百毫米的固體發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)。這兩級發(fā)動機(jī)不但要采用新型復(fù)合推進(jìn)劑，而且要采用一系列復(fù)雜的控制系統(tǒng)裝置，涉及當(dāng)時國際上的很多新技術(shù)，難度非常大。既沒有預(yù)研成果，更沒有可借鑒的圖樣，又是一次白手起家。楊南生帶領(lǐng)技術(shù)人員夜以繼日地討論、研究、論證，設(shè)計圖紙堆積如山，最終拿出了一份科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)設(shè)計方案。

從春到夏，從秋到冬，楊南生和他的團(tuán)隊歷經(jīng)無數(shù)坎坷，巨浪1號兩級發(fā)動機(jī)終于試驗成功。1982年10月12日，中國第一枚潛地固體戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈——巨浪1號的水下發(fā)射飛行試驗獲得圓滿成功。從此，中國具備了“二次核打擊”的能力。

此后，楊南生扎進(jìn)陜西秦嶺深山，為中國新一代戰(zhàn)略導(dǎo)彈開始科學(xué)預(yù)研。他始終把目光瞄準(zhǔn)世界固體技術(shù)發(fā)展的前沿，千方百計搜集專業(yè)外文期刊、著作，研判和鎖定固體技術(shù)發(fā)展的最新方向。

楊南生帶領(lǐng)團(tuán)隊成功研制出中國第一個遠(yuǎn)地點發(fā)動機(jī)，并創(chuàng)造了這款發(fā)動機(jī)在多次發(fā)射中無一失敗的世界航天紀(jì)錄；成功研制出中國第一個返回式衛(wèi)星制動機(jī)，使中國成為繼美國之后世界上第二個掌握衛(wèi)星回收技術(shù)的國家；成功完成了新型戰(zhàn)略導(dǎo)彈的一系列預(yù)研工作，三年搞出三個大發(fā)動機(jī)，先后攻克了玻璃鋼復(fù)合材料殼體、柔性全軸擺動噴管、新型材料喉襯等一系列大型發(fā)動機(jī)的新技術(shù)難關(guān)。

1983年12月，新型試驗導(dǎo)彈直徑兩千毫米的金屬殼體和玻璃纖維纏繞殼體綜合試驗發(fā)動機(jī)相繼試車，雙雙獲得圓滿成功。這一成功，標(biāo)志著我國固體火箭推進(jìn)技術(shù)進(jìn)入了一個新的階段，為研制性能精良的第二代固體火箭奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

1984年4月8日，東方紅2號通信衛(wèi)星發(fā)射時，因第三級火箭工作不正常，衛(wèi)星未送入預(yù)定軌道。正在渭南測控中心的楊南生，與同人們共商計策、全力挽救，最后靠遠(yuǎn)地點發(fā)動機(jī)的正常點火工作，使衛(wèi)星轉(zhuǎn)入近地大橢圓軌道而不致夭折。五院的同志感激地說，是遠(yuǎn)地點發(fā)動機(jī)挽救了這顆星。

楊南生以其卓越的貢獻(xiàn)，先后獲得全國科學(xué)大會先進(jìn)個人獎、國家科技進(jìn)步獎及航天工業(yè)部一等功等榮譽。1985年10月，在第三十六屆國際宇航大會上，他作為中國第一批科學(xué)家當(dāng)選國際宇航科學(xué)院院士。2012年，中國航天固體動力事業(yè)創(chuàng)建暨四院建院五十周年之際，楊南生以最高票數(shù)當(dāng)選航天固體動力事業(yè)及四院“十大感動人物”。

楊南生不僅事業(yè)成功，在生活中也頗有情趣。工作之余，他喜歡聽古典音樂，閱讀各種英文原版小說。家中書架上放著的《約翰·克利斯朵夫》是他最喜歡的一部經(jīng)典作品。

2013年，楊南生因病不幸去世，享年九十二歲。