通信天线保持上下通联
试验场上的探测雷达对准火箭再入的方向
出现在国庆阅兵中的东风战略导弹方队
由上海航天局抓总研制的“风暴一号”运载火箭,在四十多年前曾风光一时,国家领导人多次作出重要指示,“两弹一星”元勋钱学森还曾对火箭发射进行现场指导。特别是在1977年由“风暴一号”火箭担纲的低弹道发射试验中,更是由钱学森坐镇,为我国后来发展东风系列远程洲际弹道导弹提供了重要技术依据。
搞全市大协作
1969年,国家向上海下达研制运载火箭和技术试验卫星的任务,统称“701工程”,含义就是1970年要完成,其中运载火箭定名“风暴一号”,归机电二局负责。同年12月8日,180多个单位派人参加701工程誓师大会,一场轰轰烈烈的大会战就此拉开序幕。
火箭研制之所以交给机电二局,主要是他们研制过地空导弹,专业性质最相近。但就客观条件而言,实际上并不太适应,因为地空导弹最大直径0.5米,全长才10米多,而风暴一号直径为3.35米,全长31.7米,厂房、加工试验条件等不适应。但大家都被强烈的使命感所召唤,不等条件、不等设备、不等厂房,有条件的快上、没有条件的创造条件上,没有设备,能用手工代替就用手工代替。当时,火箭需要使用AK-8合金钢,但它的焊接系数只有0.5,对焊接应力很敏感,极易产生裂纹,机电二局所属新江机器厂试用不同配方的焊条不下几十种,但收效甚微,“焊接关”成了701工程的拦路虎,为此市里面专门安排全国劳模唐贤斌、龚春南等五人去新江厂支援,但因各种原因,不能发挥他们的才能。后来,他们转到大明铁工厂进行新的探索,把目光从焊条品质挪到焊接工艺上,通过减小焊接变形和内应力,总结出“两面三层焊”,终于突破难关。
为保证产品质量,机电二局需要一些必要的试验设备,诸如大型振动台、多点激振设备、稳定系统模拟试验设备等等,但这些设备需要进口,一来远水不解近渴,二来国家外汇有限,只能立足自力更生。列入701工程会战项目后,不到半年时间,这些急需的大型试验设备都在上海解决了。大会战的结果是不到一年里,从图纸资料的适应性修改,到第一枚全箭出厂,仅用了11个月,再次证明了上海基地雄厚的科学技术基础,而且学科、门类齐全。
攻克再入技术
20世纪70年代下半叶,中国继取得原子弹、氢弹爆炸成功和中程弹道导弹定型后,很快把洲际导弹的研制任务提到议事日程,而中国首枚洲际导弹被定名为“东风-5”。
研制洲际导弹过程中,最棘手的莫过于弹头返回大气层的再入过程,因为其末级速度可达7000米/秒以上,其携带的弹头再入大气层时,弹头端头的最高温度可达2000℃以上,最高压力可达100个大气压。在如此恶劣的环境下,如果弹头不采取保护措施,瞬间即被烧成灰烬。如何保证弹头再入大气层时不被烧熔,成为当时急需攻克的关键技术。
档案显示,钱学森对弹头的防热技术早有准备,在20世纪60年代就倡议组建了专门研究弹头防热的机构,对各类防热技术进行了探索研究。其后,面对繁重的科研压力,钱学森认为,弹头防热技术必须尽快突破,要打一场“淮海战役”,来攻克关键技术。于是,由钱学森挂帅,召集全国各路气动防热领域的专家和科技人员,于1975年集聚北京,共商弹头气动防热大计。会议决定,由于弹头整流罩(端头帽)烧蚀试验涉及面广,此项技术攻关由七机部和上海机电二局主抓。
弹头再入大气层,关键技术是要为弹头选择合适的耐烧蚀材料。弹头再入大气层时,要经受超高温与强气流的冲刷,试验系统复杂,技术难度大,是世界上公认的航天顶级技术之一,当时只有苏美掌握弹头再入技术。其间,在中国无机材料奠基人、上海硅酸盐研究所所长严东生的大力帮助下,以及众多协作单位的大力协助下,上海航天人利用“风暴一号”火箭的发动机进行多次试验,对多种特殊材料进行筛选,测得数千个参数,最终确定最佳弹头端头材料。另外,上海航天专家还提出“先旋后抛”方案,一并通过专家评审。
精准概括“三个一”
1977年7月30日,专列将“风暴一号”火箭和防热端头运抵酒泉基地,这是上海航天第一次模拟洲际导弹低弹道再入发射试验。9月5日,钱学森率队赶到预定弹头落区,全程指导试验。途中,钱学森把这次试验的成功标准精准概括为“三个一”,即“一团火球、一条亮线、一个弹坑”:第一,在预定的再入时间,火箭在空中再入轨道的前方出现一个亮点(火球);第二,火箭在空中沿预定的轨道划过一条亮线;第三,听到一声巨响。这说明弹头在再入过程中没有散架、解体,弹头飞行姿态是稳定的。而弹头落地时产生一声巨响,落点处定会形成一个大弹坑。同行的科技人员无不对这位大科学家肃然起敬。
9月14日晚,弹头再入飞行试验开始。听到“发射”的口令后,只见东北方向飞过来一个火球般的亮点,同时以一条亮线穿过云层,随后迅疾地坠落到山后。几秒钟后,大家听到一声清脆的巨响。接着,在落点处又看到一团迅速升起的“蘑菇云”。守候在那里的试验队员立即奔赴目的地,在靶标左前方不远处,找到弹坑和大片散落的残骸碎片。面对此情此景,大家欣喜若狂。飞行试验结束后,大家携带弹头残骸返回上海,同时组织有关专家对弹头残骸进行了多次分析研究,最后得出的结论是:弹头落地完整,头部的防热设计成功。
1980年5月18日,这是中国航天发展史上一个具有重大意义的日子。这天,吸收“风暴一号”试验数据而开发的东风-5飞向南太平洋,考核弹头再入大气层试验的结果。导弹飞行弹道最高点达1000公里,射程9000公里以上,落点在南太平洋所罗门群岛以东约1000公里的洋面,试验取得圆满成功。这一成功标志着中国掌握了洲际导弹的研制和发射技术。 游本凤