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万春熙:“505”的七次问天

看过电影《拆弹专家》的人都体验过那种紧张到窒息的感觉:时间滴答过去,炸药即刻爆炸,千钧一发之际,危险解除了……

bb贝博艾弗森官方网站万春熙教授曾亲历过类似真实的一幕。1958年,我国准备发射第一枚二级固体燃料探空火箭。实验中大家发现复合火药推进剂点燃引线之后,并没有发生预想的燃烧,参与火箭研制的万春熙判断可能是出现了哑火,便和另外一位同学冒着随时爆炸的危险进入了实验区域,凭借胆大心细,将复合火药药柱从发动机上取了下来,排除了隐患。

那一年,万春熙还是北京工业学院一名即将毕业的大学生,探空火箭的研制也成为他步入国防航天事业的开端。那枚火箭代号为“505”,名为“东方-1”号。

北京工业学院承担的505项目是在国防科工委关注下启动的。即将毕业的万春熙刚刚参与了“火箭增程弹”的研制,又奉命加入到505项目中。当时探空火箭在我国尚属先例,不管火箭发动机设计还是推进剂研制都是一片空白,而且研究资料极度缺乏,师生们手头仅有少量的苏联资料。在这种几乎为“零”的基础上完成火箭材料、壳体设计及推进剂研制,其难度可想而知。

学习火炮专业的万春熙参与的是火箭总体设计,主要负责火箭尾翼的动力设计。在火箭设计中,发动机设计尤为关键,但当有参考资料只有一本美国人根据火箭筒原理编写的《火箭发动机设计》。师生们摸着石头过河,从原理出发,一点一点啃下了这块“硬骨头”。

设计需要大量实验进行验证,但当时实验条件很差,发动机的推力实验就在学校的一片荒地上进行。“我们挖个坑,把底下弄平,垫层铁板,上面用三个铜柱垫着,再放上一块铁板,然后再把发动机放上去。”多年以后,万春熙这样回忆当时的实验场景。

经历了种种困难后,两枚505探空火箭终于完成了总装,实施首次发射。第一级采用苏联喀秋莎火箭发动机和双基药,第二级则完全使用北京工业学院自行设计的发动机,发动机推进剂也是师生们自制的复合火药,为国内首创。

1958年9月9日,505探空火箭在师生们的注视下升上天空,两级火箭升空后成功分离,飞行高度近10公里,这是中国自主研制的探空火箭第一次“问天”,505初战告捷!

接下来师生们又将“飞行高度100公里”作为火箭研制的新目标,但这需要更大动力的发动机。北京锅炉厂协助学校制造发动机壳体,万春熙被派到工厂,与工人师傅一锤一锤把铁板敲成圆筒,再用电焊把接缝焊上。然而遗憾的是第二次发射却以发动机爆炸而告失败。

大家分析失败原因,认为与发动机壳体材料和焊接技术有关,这让负责发动机壳体制造的万春熙非常内疚。但失败并没有让师生们气馁,他们重新调整了设计飞行高度,改进发动机材料,再次启动了505问天之旅。

1959年初,505第三次发射,此时万春熙已经从学生成为了学院的一名青年教师。“那次发射特别成功,5吨推力,240口径!5吨推力的发动机当时在国内绝对是第一家,这么大的推力,这么大的口径,两级火箭完整无损的达到60公里,还测下了信号,再也没有别家了!”回忆当年往事,即使过去了60多年,万春熙依然兴奋。

三次发射,有成功有失败,不仅为中国航天事业进行了有益探索,也夯实了学校在相关学科领域的坚实基础。之后505探空火箭又先后进行了三次发射,着重解决火药推进剂、测高天线等问题,虽然也经历了失败,却在火箭研究方面获得了大量宝贵数据。

经过多次改进后,全新的505探空火箭准备第七次发射。但此时还有一个技术问题没有解决,那就是测量火箭发射高度。火箭头部内螺旋式缠绕天线由于受到金属壳体材料的遮挡,无法发射信号,万春熙大胆提出用塑料加工弹头代替火箭金属弹头的思路,得到了化工专业老师的肯定。经过一番紧张加工,成功解决了天线信号发射穿透的难题。

1960年8月28日,505探空火箭再次成功发射。火箭升空后10秒,第二级便与第一级成功分离,第二级火箭发动机点火成功,火箭飞行高度达78公里,横向飞行40公里。

七次问天的505,被誉为中国人向宇宙投出的“问路石”,中国航天事业的“初记忆”。2018年bb贝博艾弗森官方网站举办505成功发射60周年纪念活动,已经退休的万春熙说:“505的研制是bb贝博广大师生向世界先进科学高峰的一次勇敢冲击,是学校从常规武器研发向尖端技术转型的代表性项目。”自豪之情,溢于言表。