三十載風雨路鑄就航天新動力——中國航天科技集團公司六院研制液氧煤油發動機紀實

□ 楊 軍

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三十載風雨路鑄就航天新動力——中國航天科技集團公司六院研制液氧煤油發動機紀實

□ 楊 軍

從1985年提出研制我國航天新動力，到2015年迎來液氧煤油發動機太空“首秀”。30年來，六院在液氧煤油發動機的研制中，堅持以自主創新為科研生產的龍頭，攻克核心技術，填補了多項技術空白，使我國成為世界上第二個掌握高壓補燃技術的國家，把長征火箭近地軌道的運載能力從現在的9.2噸提高到25噸，走出了一條有中國特色的液體火箭發動機自主創新研制之路，為我國成功進入空間領域提供了強大的動力支撐。

志存高遠謀先行

研制無毒、無污染、高性能液體火箭發動機，并在重大航天工程上使用，是世界各航天大國夢寐以求的目標。要保持我國在航天動力這一高科技領域的發展勢頭，提高我國運載火箭的國際競爭力，滿足我國航天事業發展的需求，就必須緊跟這一趨勢，研制新型大推力液體火箭發動機。

早在1985年，中國工程院院士、原067基地（航天六院前身）主任張貴田就在中國宇航學會代表大會上，針對液體火箭發動機的現狀，提出盡快研制新一代火箭發動機、向國際一流水平看齊的設想，得到很多航天專家的熱議。

隨后，經過反復的論證、分析，并在獲得上級主管部門支持后，六院與863專家組簽訂了研究液氧/烴推進劑發動機作為未來大型運載火箭和天地往返運輸系統動力裝置的概念研究和可行性論證的合同。從此，六院探索未來大運載發動機的研究工作步入了有組織、有計劃的正軌，同時也拉開了我國航天液體火箭發動機技術向世界前沿水平挺進的序幕。

液氧煤油高壓補燃發動機的研制，是一場向未知領域的全新挑戰。不僅采用的推進劑、循環方式與常規發動機絕然不同，而且在最高壓力、渦輪功率、推進劑流量等設計參數上，也比現有發動機高出數倍，在推力噸位、性能及可靠性方面均有大幅度的提高，必須在結構設計、材料、工藝、試驗諸多方面采用一系列的先進技術，這就大大增加了發動機研制的難度。突破這些關鍵技術，不僅是對六院幾十年來液體火箭發動機已有認識的實踐與創新，也是對未來知識的探索與駕馭。

事實上，當年六院經多方論證，將液氧煤油發動機作為未來發展方向時，國內外業內專家并不看好。因為他們都知道，液氧煤油發動機可謂世界航天動力領域的珠穆朗瑪峰。當時，不僅國內質疑聲四起，就連國外的權威專家也認為，即使中國能把發動機設計出來，也無法制造出來。

正是頂著這樣的壓力，在一片質疑聲中，六院開始了液氧煤油發動機異常艱辛的攻關歷程，并在這條崎嶇曲折的創新路上，不斷書寫自強與超越的精彩篇章。

集智攻關不畏難

面對前所未有的新技術、國內鮮有的新材料、無從借鑒的新工藝，攻關伊始，研制團隊就發現，實際攻關過程中的難度比想象中的要大得多。從最初開展工作時薄弱的技術研究基礎，到自行摸索消化，再到遭遇研制瓶頸，甚至一度幾乎使研制攻關無法繼續進行。……

談起那段艱難的攻關歲月，六院院長譚永華感慨萬分：“每一項課題的攻關，都像是在攀登聳入云天的懸崖峭壁；每一個問題的解決，都像是在搶渡波濤洶涌的大江大河。但最刻骨銘心的，還是發動機整機試驗中，由于啟動問題造成連續四次試車失利后的巨大壓力！”

2001年，液氧煤油發動機先后進行了四次整機試車，四次失敗，甚至一次還因為起動不正常導致發動機發生了爆炸。此時，外界的質疑聲再起：靠我們自己的力量，到底還能不能搞出來？能不能成功解決補燃問題？能不能實現自身起動？

連續的失敗，幾乎擊潰了科技人員的信心。那段時間，有人晚上睡不著覺，有人睡著了就夢到試車失敗時的沖天火光和滾滾濃煙。為了找到問題的癥結，六院組織多方專家和研制人員召開分析會，發揮大家的聰明才智，群策群力提建議，并仿真模擬起動失敗和爆炸的過程。

經過近半年緊張艱苦的攻關，終于摸清了試車失敗的根源和兩次試車爆炸的不同機理。研制團隊從設計人員提出的幾種新方案中，通過對各種方案和程序的組合進行仿真優化，選定了最理想的起動方案和起動程序。

在隨后的試車中，發動機起動平穩，工作正常，按預定程序關機，起動過程與仿真結果良好吻合，液氧煤油發動機終于跨過了起動的最大難關，使研制任務取得了一個里程碑式的突破。

在國內鮮有的50余種新材料面前，六院與相關單位一起聯合攻關，共同制訂了40多項材料暫行技術條件或暫行技術協議。在全國各協作單位的配合下，一個個新材料的關鍵技術被突破，一個個新材料按時供應。同時，對這些材料的研制和應用研究，直接推動了我國新材料的發展。

面對無從借鑒的新工藝，研制團隊對130余項工藝預研和500余項工藝裝備進行攻關。這些課題項目涉及各種領域，是六院有史以來攻關課題最多、參與人員最廣、難度最大、也是持續時間最長的一次工藝技術攻關。這些新工藝都沒有任何經驗可以借鑒，每一項都是一個“攔路虎”，每一項都是在攀登一個技術的制高點。

團隊苦心孤詣，闖過了一道道技術難關，攻克了一個個障礙，使發動機連闖渦輪泵聯動試驗、半系統試驗、整機試驗三大難關，成功實現整機600秒長程試驗，并從模樣階段研制轉入初樣階段的研制。

傾情奉獻不言悔

“嘀嗒、嘀嗒”。時針已指向凌晨2點，年過七旬的火箭發動機老專家董錫鑒還在書桌前寫著、算著。為獲取一個準確的設計參數，十幾年來，他常常徹夜難眠，每每躺在床上，參數、圖紙在腦海中揮不去，趕不走，索性起床。“一個完善的設計，就是產品成功的一半”，這個理念多年來讓他在液氧煤油發動機研制的道路上始終無法松口氣。

時值液氧煤油發動機研制轉階段的關鍵時期，因連續高強度工作，新一代大推力運載火箭副總設計師劉紅軍腰椎病復發，疼得冷汗直流，遂被醫生“勒令”不許下床。試驗隊出發到300多公里外的秦嶺深山進行發動機重要節點試車，到達的第二天，誰也沒有想到“劉總也火急火燎地趕來了”。然而與以往不同的，是這次“他是躺著來的”。因無法直立太久，劉紅軍躺著“進山溝”，躺著“上試驗臺”，他對工作的高度責任感和奉獻精神，感動著身邊的每一個人。

當接下液氧煤油發動機主閥殼體螺紋孔的加工任務這塊難啃的硬骨頭時，發動機生產廠裝配鉗工楊峰才感到壓力的巨大。新型號、新材料、新工藝，質量要求之高超乎想象，而時間要求之緊，讓楊峰“如坐針氈”。

看到兒子連續加班加點，異常疲憊，母親一早就給楊峰打電話：“兒子，今天早點回家，媽給你做好吃的！”。然而，天有不測風云。楊峰的父母親在購物途中，遭遇嚴重車禍，父親受重傷，深愛他的母親永遠地離開了他。抱著母親的遺體，楊峰泣不成聲。處理完母親的后事，楊峰又投入到緊張的工作之中。為了排遣對母親的思念，他把全部身心用在工作上，平常每月加班80小時，母親去世后的兩個月里，他加班達200多小時，交付的產品件件質量過硬。

1999年，年過花甲的老專家雷茂長臨危受命，挑起了液氧煤油發動機試車臺總設計師的重擔。他不顧年老體弱，從場地選址到方案設計，一個個難啃的骨頭，他都是和年輕人一起，查閱大量的文獻資料、地質資料，翻山越嶺，幾乎把終南山的溝溝坎坎都轉了個遍。選址確定后，他一頭扎進了系統總體設計中，廢寢忘食，勇克難關。2005年1月5日，新試車臺點火試車圓滿成功，雷茂長熱淚盈眶，一切如愿！千斤重擔落地了。

……

如今，中國新型三級液體運載火箭長征六號首飛成功，六院人期待著，液氧煤油發動機將推舉中國航天飛向太空更新的高度！