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18個月從零到首飛:「長二捆」火箭嚇了世界一跳

1992年8月14日,捆綁式運載火箭「長征二號E」(俗稱「長二捆」)搭載著一顆澳大利亞衛星在西昌發射中心順利升空,實現了中國與澳大利亞通訊衛星公司、美國休斯衛星公司的國際合作。

作為中國第一種捆綁式運載火箭,「長二捆」的運載能力幾乎比先前的「長征二號C」翻了兩番。

它的成功首飛把世界嚇了一跳,連美國專家都認為,「(此事)使中國火箭低軌道運載能力達到了世界先進水平」。

18個月從零到首飛:「長二捆」火箭嚇了世界一跳
「長二捆」發射升空(來源:航天科技集團官網)

發射室的總設計師抑制不住激動的心情,與同事抱在一起。走出發射室,這位來自草原的黑大漢告訴自己,這只是首飛,合約約定里只是第一步。

兩年後的8月28日,他主持成功發射「澳星B-3」,澳星發射任務全部完成,終於暗暗鬆了一口氣。

他叫王德臣,著名的火箭技術專家。他還有幾個綽號:王鐵嘴、黑包公、王不在乎。

「科學研究總有失敗,關鍵是不被失敗嚇倒!」

王德臣是內蒙古海拉爾市人,自小聰慧,上學期間成績一直很優異。

他1950年考入清華大學,1957年從北京航空學院(北京航空航天大學的前身)畢業,分配到國防部第五研究院一分院,後從一分院轉入火箭技術研究院。

在第五研究院,他得到院長錢學森的重視和指點,從設計員升為結構工程組組長。

1962年3月,錢院長帶著王德臣等人到甘肅酒泉衛星發射中心觀摩導彈墜毀的現場,增加實踐經驗。

雖然王德臣在工作中聽過不少航空器墜毀的案例,但那些都只是「耳聞」,酒泉之行才是真正的「一見」。這讓他對未來的火箭設計工作產生些許擔憂。

「院長,我忘記帶換洗衣服和洗漱用品了,要不下飛機再買吧。這幾天一直琢磨導彈墜毀的事兒。」在飛往甘肅蘭州的航班上,王德臣說道。

言語之間,他顯得有些拘束和緊張,鼻尖都冒了汗。

18個月從零到首飛:「長二捆」火箭嚇了世界一跳
北京航空航天大學(來源:北京航空航天大學官網)

「不要緊張,航天事業是最頂級的科學,失敗在所難免。」錢院長簡單安慰後,講起老師馮·卡門研究高速空氣動力學時遭遇挫折及美國發射導彈失敗的故事。

「科學研究總有失敗,關鍵是不被失敗嚇倒。」故事最後,錢院長鼓勵他。

曾經的恩師、遠程運載火箭總設計師屠守鍔也鼓勵他說:「作為航天事業的總設計師,一定要學會面對失敗。」

王德臣把兩句話放進心裡。多年後,他設計「長二捆」火箭遇到失敗時,用它們來激勵自己,最終獲得成功。

「18個月後請您來看發射!」

話說王德臣從酒泉衛星發射中心回京後,對航天工作的重要性及不確定性認識更深了。他把參觀過程運用到設計中,兢兢業業,勤奮上進。因工作出色,他先後任火箭技術研究院結構室主任、總體設計部副主任,航天一院副院長等職,1985年獲得國家科學技術進步特等獎。

「長二捆」立項,王德臣被任命為總設計師,負責火箭的研製、設計、生產、試驗及發射工作。自此,這位被家鄉人稱為「草原之子」的黑大漢與「長二捆」一起,在一段時間裡成為全世界矚目的焦點。

「對,就叫大力推火箭,也可以叫『長二捆』。」1986年夏,在國防部運載火箭技術研究院的簡樸辦公室里,王德臣與王永志、黃作義等同事反覆商議後,得出一個大膽的方案:在「長征二號」火箭周圍捆綁四個小火箭,這些起助推功能的小火箭上均安裝與主機完全一樣的發動機,這樣新火箭「長二捆」的起飛推力比「長征二號C」提高近一倍。

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「長二捆」的總體結構示意圖(來源:《長征系列火箭的發展歷程》文章)

「長二捆」項目的關鍵,是運用中國研製的運載火箭發射國外的重型通訊衛星。研製運載火箭時,必須以國外重型通訊衛星為參考。問題是,火箭還在圖紙上,人家憑什麼相信你?

作為總設計師,王德臣帶隊與外國公司進行合作洽談,並主要負責技術協調工作。他不但技術一流,口才也很好。

技術講解時,他從「長二捆」的科學原理入手,逐一介紹其技術指標和保障措施。嚴密的邏輯推理,詳盡精確的數字,標準流利的英文,讓美國人嘆服。美國人送給他一個綽號,翻譯成中文叫「王鐵嘴」。

1988年年底,中國長城工業總公司與簽訂三方合約,用新型大推力火箭發射兩顆美國製造的新型多轉發器通訊衛星。

18個月從零到首飛:「長二捆」火箭嚇了世界一跳
火箭專家王德臣(來源:航天科技集團官網)

一年多時間完成新型火箭的研製並成功發射,全球尚無先例,國外科學家對此充滿疑問。1989年初,美國雷神·德爾塔火箭總設計師史密斯到中國考察航天建設情況時,對大推力火箭頗感興趣。

了解到新型火箭將在次年年中發射時,顯得很是驚訝:「這種高難度的新型火箭,沒有三五年可能成功嗎?」

「三五年?我們等不起。我們必須一兩年完成。」王德臣果斷地說。

「一兩年?難道你們中國人抽了鴉片?」70多歲的史密斯對中國近代史比較了解,開了個玩笑。

「18個月後,我請您來中國看新型火箭發射。」王德臣信心滿滿地說。

1990年6月,「長二捆」首發之前,史密斯率團到中國考察並參觀首發儀式。在運載火箭技術研究院,看到忙碌的王德臣後,他主動上前打招呼:「尊敬的王先生,我為一年前的話道歉,沒想到你們沒用18個月就發射了。中國人真厲害!」

「謝謝,我們必須18個月內完成,因為這是『軍令狀』的規定。」王德臣坦然道。

「這是代表民族尊嚴的『軍令狀』!」

王德臣眼中的「軍令狀」,就是與澳、美公司簽訂的三方合約,白字黑字寫著:1990年年中長城工業總公司至少主持新型火箭發射一次,1992年年內正式運載美製澳星升空,兩者之中每延遲一項,澳方與美方不但有權終止合約,還要支付100萬美元的巨額賠償。

簽訂合約伊始,他就把「軍令狀」張貼在研究院辦公室的小黑板上,提醒大家加油干。

自此,運載火箭技術研究院常常晚上燈火通明,一片忙碌的景象。

王德臣和科技人員背水一戰,先是按計劃在3個月內完成上千項設計、44萬多張圖紙的描繪任務,接著在十多個月里完成7000項生產項目,組織數十萬道工序,設計製造小工程5000多項,同時在全國20多個省市幾百家工廠里篩選解決了7000多項材料和元器件及各種地面試驗300多項。一串串數字的背後,是他和同事們不分白晝的辛勤付出。

設計過程中遇到花銷較大的技術資料費時,王德臣通常採用自發研製的方式,能省則省。

有一項動力耦合分析的技術難題,美國專家認為中方無法按時進行精確計算,建議支付260萬美元委託美國公司來做,或支付60萬美元培訓費由美方進行培訓。

王德臣婉言謝絕!他帶領技術人員採用模態綜合方法,編程1萬多條,演算了近2米高的稿紙,終於制訂出標準的耦合分析方案,讓美國科學家由衷讚歎。

18個月從零到首飛:「長二捆」火箭嚇了世界一跳
研製人員加班加點分析「長二捆」的控制問題(來源:來源:《長征系列火箭的發展歷程》文章)

1990年6月30日前,第一枚「長二捆」按合約期限研製成功。7月16日,他主持首次發射「長二捆」,取得了發射澳星的通行證。

「長二捆」順利首飛,並不意味著與澳、美公司的合作一帆風順。此後,王德臣在火箭研製中會遇到失敗嗎?他是如何走向成功的?欲知後事如何,且聽下篇分解。

參考資料:

1.論文《載人航天與運載火箭》,作者楊啟東等,《導彈與航天運載技術》2000第1期。

2.文章《誰遣「神舟」天際游》,作者郭莉莉,《軍事技術》2010年第2期。

3.文章《草原之子:火箭技術專家王德臣》,作者郭揚揚,《草原兒女》2005年第11期。