文/王明洪
中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院研究員、液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)專家、中國(guó)科學(xué)院院士朱森元如今已步入鮐背之年,但精神依然矍鑠。朱老是我國(guó)液氫液氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的主要開拓者之一,曾先后參加液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的多項(xiàng)研究,完成的超臨界傳熱計(jì)算方法和管內(nèi)流動(dòng)沸騰換熱的臨界熱量計(jì)算方法為液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的傳熱計(jì)算和冷卻方案設(shè)計(jì)提供了計(jì)算方法和設(shè)計(jì)原則?!皣?yán)和實(shí)是成功的基石”,朱老說。這不僅是他對(duì)年輕人的要求,也是他幾十年航天生涯中始終遵循的信條。他的高壽,與他不畏困難的堅(jiān)韌性格及經(jīng)常動(dòng)腦、質(zhì)樸豁達(dá)等有著一定的關(guān)系。
1970年8月,剛從北大荒調(diào)回北京研究所的朱老被指定為氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研究室的負(fù)責(zé)人。當(dāng)時(shí),研究所絕大部分都被遷往陜西秦嶺的大山之中,北京僅留下一個(gè)工作組,力量十分薄弱,條件稱得上“一清二白”。朱老作為氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研究室的負(fù)責(zé)人,手下共有23人供他調(diào)配。這些人多被認(rèn)為政治上“有問題”或身體不太好。氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)本來就是一個(gè)白手起家的高難項(xiàng)目,偏又讓這些“老弱病殘”去啃這塊硬骨頭。于是,有人就編了順口溜,說他們是《沙家浜》里胡傳魁的隊(duì)伍“七八個(gè)病號(hào),三五條槍”。后來朱老得知:所謂“七八個(gè)病號(hào)”是說他手下的15個(gè)病號(hào),7加8等于15;而剩下“靠邊站”的人就是“三五條槍”,3加5等于8。朱老又氣又好笑,但他表示:“你們看著,我們會(huì)把問題一一解決掉的?!彼氲皆囍乒S還有些設(shè)備可以用,就提出以邊設(shè)計(jì)、邊試驗(yàn)、邊生產(chǎn)的“三結(jié)合”模式搞預(yù)研,得到了有關(guān)方面的支持。在這段時(shí)間里,朱老和他的研究組吃住都在工廠,有了問題隨時(shí)解決。1975年1月,由他組織研制的氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)試車成功,這標(biāo)志著我國(guó)第一臺(tái)泵壓式液氫液氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)正式誕生?!翱茖W(xué)試驗(yàn)失敗最多的時(shí)候,往往是將要突破的時(shí)候。”朱老說。
朱森元
在科研的道路上,失敗往往如影相隨。在參與兩彈結(jié)合運(yùn)載火箭主發(fā)動(dòng)機(jī)研制過程中,有一個(gè)問題一直困擾著科研人員,那就是當(dāng)時(shí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)所用的燃料燃燒溫度很高,很容易燒蝕發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室壁或燒損發(fā)動(dòng)機(jī)噴口。經(jīng)過調(diào)查,發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)幾個(gè)型號(hào)的研制過程中都曾出現(xiàn)這個(gè)問題,因此,如何冷卻推力室成了當(dāng)時(shí)亟須解決的共性問題。按上級(jí)指示,朱老組織并領(lǐng)導(dǎo)了“沸騰冷卻的極限臨界熱流研究”和“沸騰冷卻的超臨界熱流研究”兩個(gè)課題小組。經(jīng)過近三年的研究和試驗(yàn),朱老和他的團(tuán)隊(duì)成功地完成了超臨界換熱的設(shè)計(jì)原則和臨界熱流計(jì)算方法。此后,這些設(shè)計(jì)原則和計(jì)算方法都成功地應(yīng)用于液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的再生冷卻方案設(shè)計(jì)中。在回憶長(zhǎng)征三號(hào)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的研制過程時(shí),朱老說:“我們遇到了空中二次啟動(dòng)的技術(shù)難題。一次啟動(dòng),我們能保證一定成功,但是無法保證二次啟動(dòng)能夠成功。事實(shí)上,在長(zhǎng)征三號(hào)火箭第一次發(fā)射時(shí),二次啟動(dòng)確實(shí)沒有成功。為了保證能夠得到空中第二次啟動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)參數(shù),我們?cè)谑孪染妥隽撕芏喙ぷ?,使得地面雷達(dá)能夠測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)的二次啟動(dòng)參數(shù)。通過分析這些參數(shù),我們最終解決了這一技術(shù)難題,因此在長(zhǎng)征三號(hào)火箭第二次發(fā)射時(shí)才取得了成功。”
朱老長(zhǎng)期致力于液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的理論研究和研制工作,負(fù)責(zé)研制的液氫液氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)曾成功地用于長(zhǎng)征三號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射工程等。他認(rèn)為:“火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展并不是跟著外國(guó)的路子走,而是根據(jù)自身發(fā)展的需要來研制?!?987年,朱老開始從事“863”計(jì)劃中的航天高技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究工作,負(fù)責(zé)液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)及大型運(yùn)載火箭的論證、發(fā)展和研究。在擔(dān)任火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和大型運(yùn)載火箭專家組組長(zhǎng)期間,朱老提出:我國(guó)新一代運(yùn)載火箭的發(fā)展,必須按照國(guó)際通用的低成本、高可靠、無污染的原則,進(jìn)行“模塊化研制,積木式發(fā)展”的戰(zhàn)略建議,并結(jié)合國(guó)內(nèi)各種條件進(jìn)行了大量的方案計(jì)算和分析。這個(gè)建議被“863—2”專家委員會(huì)批準(zhǔn)并上報(bào)給國(guó)防科工委,也被列入2000年11月23日中國(guó)政府發(fā)表的《中國(guó)的航天》白皮書中。當(dāng)時(shí),國(guó)家對(duì)新型運(yùn)載火箭有一個(gè)要求:新一代大運(yùn)載火箭低軌道的運(yùn)載能力要達(dá)到20噸載荷。朱老組織專家進(jìn)行了討論,制定出一個(gè)原則:今后的新一代火箭“要花最少的研制經(jīng)費(fèi)獲得運(yùn)載能力的最大跨度”,這就是模塊化、積木式發(fā)展所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。朱老的建議得到國(guó)家有關(guān)部門的高度重視,經(jīng)過論證和完善,被定為我國(guó)新一代運(yùn)載火箭發(fā)展的基本原則。
朱老為人質(zhì)樸,曾說自己的優(yōu)點(diǎn)是熱愛事業(yè),缺點(diǎn)是生活單調(diào)??伤耐聟s認(rèn)為,朱老的生活并不單調(diào)。西昌衛(wèi)星發(fā)射中心初建時(shí),試驗(yàn)隊(duì)員生活艱苦,平時(shí)沒有娛樂,就打打撲克??芍炖蠀s坐在電視機(jī)前,專心致志地看《射雕英雄傳》;下放北大荒時(shí),他負(fù)責(zé)喂豬,看到飼料里的黃豆不錯(cuò),給豬吃了有點(diǎn)可惜,就動(dòng)手磨起了豆腐,分給大家吃??粗偈?hào)人能在冰天雪地里吃上熱豆腐,朱老比吃的人還開心。一次,試驗(yàn)出了意外,強(qiáng)烈的爆炸和燃燒把試驗(yàn)人員的頭發(fā)眉毛都燒掉了,剛出差回來的朱老得知這一消息,扔下行李就趕往醫(yī)院??吹绞軅耐?,他心疼得眼淚在眼眶里直轉(zhuǎn)。盡管如此,朱老對(duì)科研的要求卻十分嚴(yán)謹(jǐn)。一次,他在評(píng)審一篇博士論文時(shí),發(fā)現(xiàn)作者將亞聲速渦輪絕熱功的表達(dá)式寫成了超聲速渦輪絕熱功的表達(dá)式。當(dāng)朱老指出他的錯(cuò)誤時(shí),作者不以為然,認(rèn)為美國(guó)文獻(xiàn)和國(guó)內(nèi)研究生論文中也有這樣應(yīng)用的。朱老覺得問題嚴(yán)重,一查,果然如此。他問年輕人:“難道沒有發(fā)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果不符合實(shí)際嗎?”得到的回答是:“可以在計(jì)算機(jī)程序中加一個(gè)或加一句修正項(xiàng),就能修正到和試驗(yàn)結(jié)果相近?!敝炖蠈?duì)這種不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度給予嚴(yán)肅的批評(píng)?!翱蒲泄ぷ饕欢ㄒ凶约旱挠^點(diǎn)”,朱老如是說。
在《朱森元文集》中,有一篇名為《關(guān)于管內(nèi)流動(dòng)沸騰換熱的臨界熱流研究》的論文,這是朱老在1963年完成的沸騰傳熱試驗(yàn)研究課題的總結(jié)報(bào)告,曾用于近程導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)的試車故障分析和中程導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的計(jì)算書中。因報(bào)告屬于國(guó)家絕密材料,只能在研究所內(nèi)部使用。1964年,中央號(hào)召進(jìn)行“三線”建設(shè),朱老的論文手稿也隨研究所遷往秦嶺山區(qū),而他自己則被下放到北大荒,直到1970年才回到北京,參加“331”工程。由于保管不善,論文丟失了?!拔母铩焙螅I(lǐng)導(dǎo)找到朱老,希望朱老能“復(fù)原”那份材料,以便和其他行業(yè)的兄弟單位交流,朱老爽快地答應(yīng)了。1989年,朱老以《沸騰換熱的臨界熱流》為題,寫成短文,公開發(fā)表,這一科研成果已成為共享的知識(shí)財(cái)富。不久,核工業(yè)部打來電話,向朱老請(qǐng)教具體的計(jì)算問題,對(duì)于自己的同行,朱老豁達(dá)地給予了答復(fù)。朱老曾長(zhǎng)期擔(dān)任碩士生和博士生導(dǎo)師,任北京航空航天大學(xué)和國(guó)防科技大學(xué)的兼職教授,把自己所學(xué)毫無保留地傳授給學(xué)生,培養(yǎng)出多名碩士、博士和博士后。步入耄耋之年后,他仍然堅(jiān)持在教學(xué)第一線,帶領(lǐng)博士生進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域的研究?!盀閷W(xué),如逆水行舟,不進(jìn)則退,這是我們航天人的座右銘。”朱老如是說。