在新中國成立60周年的閱兵式上,我國的新型固體戰(zhàn)略導(dǎo)彈亮相,崔國良在他親手打造的成果前留下了珍貴的紀(jì)念。崔國良把一生獻(xiàn)給了祖國的國防建設(shè)事業(yè),他是我國固體燃料發(fā)動機(jī)事業(yè)創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)新群體的杰出代表。
一
負(fù)使命師從“喀秋莎之父”
1931年7月7日,崔國良出生在河北省陽原縣一個沒落地主家庭。1938年夏季,崔國良進(jìn)入縣城東街的城關(guān)小學(xué)校讀書。在日偽統(tǒng)治下,學(xué)校每天早上先舉行“東方遙拜”儀式,學(xué)生要面東行九十度的鞠躬禮,向日本天皇敬禮祝福。幼年崔國良接受的人生第一課就嘗到了當(dāng)亡國奴的滋味。
1944年春季,多年臥病的母親在饑寒交迫中去世。次年春天,父親為不滿14歲的崔國良找到了一個當(dāng)學(xué)徒的差事。然而,現(xiàn)實生活讓崔國良認(rèn)識到:“在舊社會,學(xué)徒就是當(dāng)奴仆,每天只是燒火做飯,端茶倒水,侍候店主,根本談不上習(xí)技學(xué)藝。”1946年11月的一天,崔國良聽說曾被日軍封閉的察哈爾省立張家口中學(xué)復(fù)校,正在面向社會招收初、高中學(xué)生。他毫不猶豫地投考,被錄取插入初中二年級上學(xué)。
1948年夏季,在經(jīng)過僅僅三個完整學(xué)期的學(xué)習(xí)后,崔國良從張家口中學(xué)初中畢業(yè)并順利考入北平市立第三中學(xué)校讀高中。1951年夏季,高中畢業(yè)的崔國良迎來了新中國第一次高等院校全國統(tǒng)一招生考試。聽說華北大學(xué)工學(xué)院是一所不用交學(xué)費的新型大學(xué),直屬重工業(yè)部,大學(xué)畢業(yè)后由國家統(tǒng)一分配就業(yè),于是,他毫不猶豫地在第一志愿欄里填寫上“華北大學(xué)工學(xué)院”。
經(jīng)過激烈角逐,崔國良被華北大學(xué)工學(xué)院(1952年更名為北京工業(yè)學(xué)院)化學(xué)工程系火藥專業(yè)錄取,這是個培養(yǎng)軍工工程師的保密專業(yè)。在大學(xué)期間,除了學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課、專業(yè)課外,通過時事教育,崔國良了解到新中國面臨的嚴(yán)峻形勢,懂得了自己肩負(fù)的使命,逐漸樹立起為祖國的國防建設(shè)奮斗的人生目標(biāo),并先后加入了新民主主義青年團(tuán)和共產(chǎn)黨。
1956年,在大學(xué)畢業(yè)前夕,崔國良被學(xué)校推薦為公派赴蘇聯(lián)留學(xué)人選。他在填寫留學(xué)志愿時寫道:最好是學(xué)習(xí)國防工業(yè),1957年,在完成將近一年的留蘇培訓(xùn)后,出國前的崔國良見到了成立還不滿一年的我國第一個導(dǎo)彈研究機(jī)構(gòu)——國防部第五研究院推進(jìn)劑研究室主任李乃暨,確定由五院派往蘇聯(lián)學(xué)習(xí),選擇固體推進(jìn)劑專業(yè)。
1957年11月,崔國良肩負(fù)著祖國重托,來到莫斯科門捷列夫化工學(xué)院化學(xué)工程系攻讀火藥專業(yè)研究生。其間,他親耳聆聽了毛主席對中國留學(xué)生的著名演講,受到極大鼓舞。
門捷列夫化工學(xué)院化學(xué)工程系主任巴卡耶夫教授是蘇聯(lián)火藥方面的權(quán)威,他主持的研究室通過硝化棉吸收硝化甘油的辦法,將這兩種敏感度都很高的炸藥感度降下來,使這種均質(zhì)雙基推進(jìn)劑通過壓注工藝像通心粉、壓面條一樣成批地壓制出來。在蘇聯(lián)衛(wèi)國戰(zhàn)爭中發(fā)揮了巨大作用的喀秋莎,就是這種雙基推進(jìn)劑炮藥,巴卡耶夫也因此被稱為“喀秋莎之父”。
崔國良是巴卡耶夫教研室火藥專業(yè)空前絕后接納的唯一外國研究生。他重點研究影響硝化纖維吸收性能的主要因素有哪些。通過大量的實驗,他發(fā)現(xiàn)任何的結(jié)構(gòu)對于硝化纖維吸收硝化甘油的能力和做成火藥的燃燒速度都影響很大,纖維的緊密度越小,火藥的燃燒速度也越小。此外,在硝化纖維生產(chǎn)過程中的條件對硝化纖維的結(jié)構(gòu)及它對硝化甘油吸收能力的影響也是很大的。
盡管崔國良十分罕見地進(jìn)入了蘇聯(lián)的保密教研室學(xué)習(xí),但仍然受到很多限制,例如,他只能進(jìn)行雙基藥燃燒性能方面的基礎(chǔ)研究,卻不能到蘇聯(lián)軍事裝備核心的研究所去做論文。但蘇聯(lián)強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識以及科學(xué)的實驗和檢測方法,都使崔國良獲益匪淺。
1961年5月,門捷列夫化工學(xué)院校報刊登了崔國良的論文《影響硝化纖維吸收性能的主要因素》獲得學(xué)術(shù)委員會通過,并取得副博士學(xué)位的消息。
二
投身零起點的事業(yè)
1961年6月,崔國良回到了祖國。他與同在門捷列夫化工學(xué)院炸藥專業(yè)學(xué)習(xí)、獲得副博士學(xué)位的同學(xué)劉寶芬辦理了簡單的婚禮后,顧不得把家安頓好就匆匆到國防部五院報到,來到設(shè)在四川瀘州的發(fā)動機(jī)過程研究所推進(jìn)劑研究室,成為國防科技戰(zhàn)線的一名現(xiàn)役軍人。
1956年4月,周恩來主持中央軍委會議,聽取了剛回國不久的火箭專家錢學(xué)森關(guān)于在我國發(fā)展導(dǎo)彈技術(shù)的規(guī)劃設(shè)想。黨中央果斷作出發(fā)展導(dǎo)彈技術(shù)這個國防科學(xué)技術(shù)重要主攻方向的決策。當(dāng)年10月,國防部第五研究院成立,第十研究室就是推進(jìn)劑研究室,固體推進(jìn)劑被列入研究課題。
1961年9月,崔國良加入這支隊伍時,固體推進(jìn)劑的研究正在艱難起步。他研究推進(jìn)劑的燃燒性能,掌握了高氯酸銨、鋁粉及催化劑對燃速影響的規(guī)律。1962年2月,他憑借記憶結(jié)合自己在門捷列夫化工學(xué)院學(xué)習(xí)期間的研究成果,用回憶錄的形式將固體推進(jìn)劑的類型、基礎(chǔ)配方、配方組分中各成分的作用、工藝、檢測方法和推進(jìn)劑物理穩(wěn)定性的研究等整理成文字,供所內(nèi)研究參考并與中科院化學(xué)物理所進(jìn)行交流。
1962年5月18日,錢學(xué)森在五院黨委常委擴(kuò)大會上傳達(dá)聶榮臻的指示: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,因此一定要下決心搞固體導(dǎo)彈。不久,崔國良被確定為固體火箭專業(yè)發(fā)展規(guī)劃小組成員,在錢學(xué)森的指導(dǎo)下,通過查閱國外文獻(xiàn)資料及調(diào)研,提出型號發(fā)展的規(guī)劃建議。
1963年9月,崔國良被國防部五院任命為固體發(fā)動機(jī)研究所推進(jìn)劑研究室副主任。此時固體發(fā)動機(jī)的研制正被藥柱裂紋和不穩(wěn)定燃燒問題所困擾。
藥柱裂紋會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)點火后藥柱燃面失控而發(fā)生爆燃事故。經(jīng)過分析,人們認(rèn)識到藥柱在發(fā)動機(jī)中要經(jīng)受特殊的加載作用,這使得對藥柱的力學(xué)性能不僅要求一定的強(qiáng)度,而且要求一定的延伸率。崔國良成功研究出提高伸長率的配方,初步解決了藥柱裂紋問題。
解決發(fā)動機(jī)工作不穩(wěn)定燃燒問題最初確定了三條技術(shù)途徑,在配方中添加鋁粉試驗是途徑之一。1965年2月,崔國良擔(dān)任了配方研究室主任。他很快組織起含鋁推進(jìn)劑配方的研究,當(dāng)年8月在發(fā)動機(jī)裝藥擴(kuò)大試驗中連獲成功。這個配方不僅徹底清除了發(fā)動機(jī)不穩(wěn)定燃燒問題,而且在我國開辟了固體復(fù)合推進(jìn)劑研究的新途徑,從此以后的各個復(fù)合推進(jìn)劑系列配方都采用鋁粉作為主要組分之一。
三
為固體發(fā)動機(jī)實用化再立功
1965年,在不分晝夜的工作中,崔國良從軍人轉(zhuǎn)變?yōu)樾陆M建的第七機(jī)械工業(yè)部的科技干部。9月,他接到了轉(zhuǎn)戰(zhàn)內(nèi)蒙古的新命令。原來,由于瀘州地區(qū)氣候潮濕,固體推進(jìn)劑很難固化,給研制工作造成了嚴(yán)重困難。經(jīng)上級批準(zhǔn),固體發(fā)動機(jī)新的研制基地選在了內(nèi)蒙古呼和浩特市郊區(qū)。
當(dāng)崔國良和全國固體火箭發(fā)動機(jī)的精英們集中到內(nèi)蒙古基地時,他們顧不上叫苦,放下背包立即開始安裝實驗設(shè)備,準(zhǔn)備生產(chǎn)。根據(jù)上級下達(dá)的任務(wù),固體燃料火箭發(fā)動機(jī)技術(shù)開始向?qū)嵱眯桶l(fā)動機(jī)發(fā)展,而第一個任務(wù)就是研制我國第一枚運載火箭“長征一號”第三級的固體燃料發(fā)動機(jī)。
與ф300mm標(biāo)準(zhǔn)試驗發(fā)動機(jī)相比,實用型發(fā)動機(jī)需要突破的最大難關(guān)是“大型裝藥”。 “長征一號”第三級固體燃料發(fā)動機(jī)為ф770mm,全長約4米,裝藥量1.8噸,要在600公里高空點火,在每分鐘180次旋轉(zhuǎn)條件下工作。這些苛刻的條件使固體推進(jìn)劑研制中出現(xiàn)了未曾認(rèn)識到的新問題。當(dāng)試驗裝藥量超過ф654 mm后,藥柱再度出現(xiàn)裂紋。崔國良帶領(lǐng)攻關(guān)小組通過在推進(jìn)劑配方中添加適當(dāng)品種和數(shù)量的固化劑和交聯(lián)劑,改變藥柱高分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),改善了推進(jìn)劑的力學(xué)性能,使它具有滿意的伸長率,滿足了大型澆注的、高裝填分?jǐn)?shù)(藥柱體所占發(fā)動機(jī)殼體溶劑的百分比)要求,從根本上解決了藥柱裂紋問題,在1966年下半年的兩次ф770mm發(fā)動機(jī)裝藥、試車中均獲圓滿成功。不料,1968年1月,在一臺發(fā)動機(jī)進(jìn)行立式旋轉(zhuǎn)試車時,工作了30多秒的發(fā)動機(jī)滿身噴火飛出了試車臺。
事后分析發(fā)現(xiàn),由于發(fā)動機(jī)在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下工作,在其頭部沉積了燃燒產(chǎn)生的過多氧化鋁,導(dǎo)致頭部過熱而被燒穿,燃?xì)怆S之向下噴射,把發(fā)動機(jī)推出了試車臺。為解決氧化鋁沉積量過高問題,崔國良調(diào)整了推進(jìn)劑配方中的鋁粉粒度和含量,又與總體部門協(xié)調(diào)略降低了發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。
1970年4月24日,“長征一號”運載火箭將“東方紅一號”衛(wèi)星送入太空,運載火箭第三級固體燃料發(fā)動機(jī)完成了末級助推任務(wù),為我國第一次航天活動立了功。
1978年7月,崔國良從中能固體推進(jìn)劑研究所(代號46所)所長的崗位上調(diào)任內(nèi)蒙古七機(jī)局副局長兼總工程師和“巨浪一號”兩級固體燃料火箭的副總設(shè)計師。
“巨浪一號”兩級固體燃料火箭是1967年國防科委下達(dá)的我國第一個兩極固體燃料火箭的型號研制任務(wù),這在當(dāng)時條件下是很困難的。問題在于沒有技術(shù)儲備,發(fā)動機(jī)的許多單項技術(shù)尚未過關(guān),甚至尚未開展研究工作,許多原材料要同發(fā)動機(jī)同步研制,發(fā)動機(jī)對這些材料幾乎都有特殊性能要求。
根據(jù)模樣階段、初樣階段、試樣階段、正樣階段、定型階段的航天產(chǎn)品研制程序,時任四院副院長、總工程師楊南生,頂住“文化大革命”的混亂局面,領(lǐng)導(dǎo)科研人員克服了新材料、新推進(jìn)劑和推進(jìn)劑大型裝藥與殼體脫粘、密封、殼體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等技術(shù)難關(guān),到1978年初第一級發(fā)動機(jī)通過全程試驗,5月結(jié)束了初樣研制。此時楊南生轉(zhuǎn)戰(zhàn)三線,已經(jīng)離開了內(nèi)蒙古基地。
崔國良的任務(wù)是接替楊南生指揮完成兩級固體燃料發(fā)動機(jī)的試樣和正樣研制,使發(fā)動機(jī)達(dá)到火箭總體設(shè)計要求。
從初樣階段開始,試驗站經(jīng)常聽到發(fā)動機(jī)爆炸和穿火的巨大聲響,尤其是一級發(fā)動機(jī),從頭部燒蝕、筒體穿火,到尾部噴管飛出,每一發(fā)試車失敗的故障點都不一樣。每次試驗失敗,都要從半米高的草叢中,一件件找出飛得四散的金屬和非金屬殘骸,分析穿火點或爆炸點,找出故障原因。試驗一次次失敗,技術(shù)狀態(tài)一次次更改,由于沒有外國經(jīng)驗可借鑒,預(yù)先研究成果少,很多未知的技術(shù)關(guān)鍵沒有攻克,研制中暴露出的問題多得如同按下葫蘆浮起瓢。崔國良讓調(diào)度室每天寫一份研制快報,當(dāng)晚送到他手中,第二天他就召開會議或直接到生產(chǎn)車間、實驗室、試車臺現(xiàn)場解決問題。有人形象地說:“崔總簡直就像一個大調(diào)度?!逼邫C(jī)部科研局的錢維崧局長很有感觸地說:“我們抓‘巨浪一號是從螺釘螺帽抓起?!?/p>
“巨浪一號”一級固體發(fā)動機(jī)有四個擺動噴管與后蓋形成組合體,然后再裝配在燃燒室后開口上,對直徑1.2米后蓋的密封設(shè)計要求在發(fā)動機(jī)工作熱漲變形時,保證密封效果絕對可靠,否則就會因穿火導(dǎo)致失敗。崔國良主持對密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行了多次改進(jìn)和點火試驗后,可靠的密封結(jié)構(gòu)基本確定。
1980年7月,固體發(fā)動機(jī)最關(guān)鍵的地面試車就要進(jìn)行了,這次試車如果成功就可以按此技術(shù)狀態(tài)研制生產(chǎn),按計劃配套交付飛行試驗的兩級發(fā)動機(jī),保證“巨浪一號”火箭的研制進(jìn)度。國防科工委和七機(jī)部的領(lǐng)導(dǎo)都非常關(guān)注這次試驗。
在試驗準(zhǔn)備的3天里,崔國良每天盯在現(xiàn)場,隨時解決問題。當(dāng)發(fā)動機(jī)點火的那一刻,一條巨大的火龍伴隨著驚天動地的轟鳴從試車臺噴出,順著100米的導(dǎo)流槽向空中彌漫開去。此時,短短的61秒顯得那么漫長,崔國良兩眼緊緊盯著示波器上的推力曲線一動不動……試車成功了,崔國良一步一瘸地從測試室向試車臺跑去。他仔細(xì)察看還在冒出濃烈嗆人氣味的發(fā)動機(jī),像對待自己孩子一樣撫摸著發(fā)動機(jī)殼體,興奮地說:“絕熱效果很好?!?/p>
終于可以按計劃配套交付飛行試驗的兩級發(fā)動機(jī)了,崔國良長長地出了一口氣。按照往日的習(xí)慣,他工作一天后,總要在回家的車上閉目小憩,可是今天他不停地跟同車的錢維崧局長講發(fā)動機(jī)技術(shù)上的問題和處理方案。車到家門口了,他推開車門頭一歪就站不起來了。人們立刻把他送到內(nèi)蒙古軍區(qū)253醫(yī)院緊急搶救……經(jīng)過一天一夜的昏迷,崔國良睜開眼睛第一句話就問:“發(fā)動機(jī)內(nèi)彈道曲線正常嗎?”
1982年10月12日,在中國北部海域,隨著海軍試驗潛艇艇長的一聲“發(fā)射”口令,“巨浪一號”火箭瞬時被強(qiáng)大的燃?xì)鈮毫ν苿?,越出碧海、直刺藍(lán)天、向著預(yù)定目標(biāo)飛去。
我國第一枚潛射固體燃料火箭誕生了!這標(biāo)志著中國成為世界上第四個擁有水下發(fā)射核戰(zhàn)略導(dǎo)彈的國家。
四
中國有了機(jī)動性洲際導(dǎo)彈
上世紀(jì)60年代開始,美、英、法等發(fā)達(dá)國家相繼開始研究高能固體推進(jìn)劑,形成了高能推進(jìn)劑研制熱潮。
1984年4月,國防科工委(原國防科委)成立火箭發(fā)動機(jī)與固體推進(jìn)劑技術(shù)專業(yè)組,崔國良擔(dān)任了固體推進(jìn)劑專業(yè)組組長。次年5月,他調(diào)任航天工業(yè)部(原七機(jī)部)科技委常委、秘書長。在更加廣闊的視野里,崔國良把目光聚焦到我國戰(zhàn)略武器發(fā)展的宏觀規(guī)劃。1985年,崔國良的夫人劉寶芬撰寫了系統(tǒng)介紹NEPE推進(jìn)劑的研究報告,這啟發(fā)了崔國良對在我國發(fā)展高能推進(jìn)劑的思路。
NEPE型推進(jìn)劑是美國于上世紀(jì)70年代后期研制成功的。NEPE是英文Nitrate Ester Plasticized Polyether的縮寫, 它以硝酸酯為增塑劑,具有能量高、力學(xué)性能好的特點。進(jìn)入80年代以后,NEPE推進(jìn)劑在美國得到迅速發(fā)展,除了用在戰(zhàn)略武器MX導(dǎo)彈上,在戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈發(fā)動機(jī)及氣體發(fā)生器上都有應(yīng)用。
1985年7月,崔國良與時任科技委常委錢維崧聯(lián)名向有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)遞交報告,建議組織力量加快研制NEPE型推進(jìn)劑,為我國第二代固體發(fā)動機(jī)提供先進(jìn)能源。
經(jīng)過充分而審慎的論證,1990年6月,在國防科工委固體推進(jìn)劑專業(yè)組會議上,形成了《對我國高能固體推進(jìn)劑發(fā)展建議》。1991年6月17日,國防科工委正式批準(zhǔn)成立有航天、兵器、北京理工大學(xué)以及中科院、化工部五個系統(tǒng)、多家單位參加的NEPE高能固體推進(jìn)劑聯(lián)合攻關(guān)組,崔國良擔(dān)任組長,負(fù)責(zé)制定總體技術(shù)方案和重大技術(shù)問題的決策。
1991年9月,崔國良主持國防科工委第三屆固體推進(jìn)劑專業(yè)組和高能固體推進(jìn)劑聯(lián)合攻關(guān)組聯(lián)席會議,對NEPE高能固體推進(jìn)劑攻關(guān)的17個課題的方案論證報告進(jìn)行評審。會上決定,本著“多路探索,適時取舍”的原則,于次年9月對分別由42所、46所和北京理工大學(xué)研制的高能推進(jìn)劑黏合劑系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一考核,以確定第一步攻關(guān)的基礎(chǔ)。
高能推進(jìn)劑的基礎(chǔ)配方確定后,又突破了中性聚合物鍵合劑技術(shù),大幅度提高了推進(jìn)劑的力學(xué)性能;通過燃速調(diào)節(jié)劑和固體顆粒的合理級配,使推進(jìn)劑燃速在一定范圍可調(diào),使壓強(qiáng)指數(shù)降低。在這些關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)中,崔國良都親臨一線參加討論,甚至下到測試車間去觀看測試過程。他對每一份技術(shù)評審材料都要反復(fù)研讀,攻關(guān)小組的同志們經(jīng)??吹剿芯考夹g(shù)報告到很晚、很晚。
科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、審慎是崔國良對待固體推進(jìn)劑研制的一貫作風(fēng)。大膽啟用被科學(xué)試驗證明可行的新技術(shù)、新工藝是崔國良的又一特點。1993年,當(dāng)高能固體推進(jìn)劑配方攻關(guān)取得階段性成功以后,固體發(fā)動機(jī)絕熱層、襯層(包覆層)的攻關(guān)就提到日程上來了。
由于NEPE高能推進(jìn)劑組分中含有硝酸酯成分,必須開發(fā)出能抗硝酸酯的新型絕熱材料。絕熱層的作用是保證發(fā)動機(jī)點火以后,殼體不被推進(jìn)劑燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)?。根?jù)以往慣例,在絕熱層和推進(jìn)劑之間還有一個阻擋層(也叫襯層),為的是阻擋推進(jìn)劑中的硝酸酯向絕熱層遷移,導(dǎo)致絕熱層被分解、失效。但是后來的實驗證明,新研制的絕熱材料抗硝酸酯的性能甚至超過了阻擋層。面對新的技術(shù)突破,是繼續(xù)沿用傳統(tǒng)方案還是讓絕熱層發(fā)揮絕熱和阻擋層的雙重功效呢?崔國良領(lǐng)導(dǎo)攻關(guān)組反復(fù)檢查絕熱材料的實驗方法和實驗數(shù)據(jù),經(jīng)過周密論證后決定:去掉阻擋層。他對絕熱層攻關(guān)團(tuán)隊說:如果你們的實驗方法得當(dāng),實驗數(shù)據(jù)充足,那該去掉的就去掉,絕對不能讓多余的東西影響發(fā)動機(jī)。
經(jīng)過七年的不懈攻關(guān),1998年1月,國防科工委批復(fù)同意《NEPE高能推進(jìn)劑全尺寸發(fā)動機(jī)先期技術(shù)演示驗證任務(wù)書》。6月30日,先期技術(shù)演示驗證試驗發(fā)動機(jī)試車圓滿成功。演示驗證鑒定確認(rèn):推進(jìn)劑的能量特征和燃速壓強(qiáng)指數(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平,使我國成為繼美國之后掌握該項技術(shù)的國家,此項技術(shù)將推動我國新型機(jī)動固體洲際導(dǎo)彈的研制進(jìn)程。
來源:求是網(wǎng)