在建國 60 周年的閱兵式上,我國的新型固體戰略導彈亮相,崔國良在他親手打造的成果前留下了珍貴的紀念。崔國良把一生獻給了祖國的國防建設事業,他是我國固體燃料發動機事業創業、創新群體的杰出代表。
崔國良(1931年7月7日-2017年1月18日),出生于察哈爾省陽原縣((現河北省張家口市陽原縣)。中國共產黨黨員。固體火箭推進劑與發動機專家。1956年畢業于北京理工大學,1961年獲莫斯科門捷列夫化工學院副博士學位。曾任中國航天科技集團科技委研究員、副主任,中國宇航學會副理事長、中國復合材料學會常務理事。研制成功多種固體推進劑,廣泛用于戰略、戰術和宇航發動機。曾獲國家科學技術進步獎特等獎、二等獎和省部級科學技術進步獎一等獎、二等獎等多項獎勵。1999年當選為中國工程院院士。
負使命師從“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,崔國良進入縣城東街的城關小學校讀書。在日偽統治下,學校每天早上先舉行“東方遙拜”儀式,學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學徒的差事。然而,現實生活讓崔國良認識到:“在舊社會,學徒就是當奴仆,每天只是燒火做飯,端茶倒水,侍候店主,根本談不上習技學藝。”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復校,正在面向社會招收初、高中學生。他毫不猶豫地投考,被錄取插入初中二年級上學。
1948年夏季,在經過僅僅三個完整學期的學習后,崔國良從張家口中學初中畢業并順利考入北平市立第三中學校讀高中。1951年夏季,高中畢業的崔國良迎來了新中國第一次高等院校全國統一招生考試。聽說華北大學工學院是一所不用交學費的新型大學,直屬重工業部,大學畢業后由國家統一分配就業,于是,他毫不猶豫地在第一志愿欄里填寫上“華北大學工學院”。
經過激烈角逐,崔國良被華北大學工學院(1952年更名為北京工業學院)化學工程系火藥專業錄取,這是個培養軍工工程師的保密專業。在大學期間,除了學習基礎課、專業課外,通過時事教育,崔國良了解到新中國面臨的嚴峻形勢,懂得了自己肩負的使命,逐漸樹立起為祖國的國防建設奮斗的人生目標,并先后加入了新民主主義青年團和共產黨。
1956年,在大學畢業前夕,崔國良被學校推薦為公派赴蘇聯留學人選。他在填寫留學志愿時寫道:最好是學習國防工業,1957年,在完成將近一年的留蘇培訓后,出國前的崔國良見到了成立還不滿一年的我國第一個導彈研究機構——國防部第五研究院推進劑研究室主任李乃暨,確定由五院派往蘇聯學習,選擇固體推進劑專業。
1957年11月,崔國良肩負著祖國重托,來到莫斯科門捷列夫化工學院化學工程系攻讀火藥專業研究生。其間,他親耳聆聽了毛主席對中國留學生的著名演講,受到極大鼓舞。
門捷列夫化工學院化學工程系主任巴卡耶夫教授是蘇聯火藥方面的權威,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,使這種均質雙基推進劑通過壓注工藝像通心粉、壓面條一樣成批地壓制出來。在蘇聯衛國戰爭中發揮了巨大作用的喀秋莎,就是這種雙基推進劑炮藥,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,他發現任何的結構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,在硝化纖維生產過程中的條件對硝化纖維的結構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入了蘇聯的保密教研室學習,但仍然受到很多限制,例如,他只能進行雙基藥燃燒性能方面的基礎研究,卻不能到蘇聯軍事裝備核心的研究所去做論文。但蘇聯強調基礎知識以及科學的實驗和檢測方法,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》獲得學術委員會通過,并取得副博士學位的消息。
當年門捷列夫化工學院校報刊登介紹崔國良的版面。
投身零起點的事業
1961年6月,崔國良回到了祖國。他與同在門捷列夫化工學院炸藥專業學習、獲得副博士學位的同學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,來到設在四川瀘州的發動機過程研究所推進劑研究室,成為國防科技戰線的一名現役軍人。
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森關于在我國發展導彈技術的規劃設想。黨中央果斷做出發展導彈技術這個國防科學技術重要主攻方向的決策。當年10月,國防部第五研究院成立,第十研究室就是推進劑研究室,固體推進劑被列入研究課題。
1961年9月,崔國良加入這支隊伍時,固體推進劑的研究正在艱難起步。他研究推進劑的燃燒性能,掌握了高氯酸銨、鋁粉及催化劑對燃速影響的規律。1962年2月,他憑借記憶結合自己在門捷列夫化工學院學習期間的研究成果,用回憶錄的形式將固體推進劑的類型、基礎配方、配方組分中各成分的作用、工藝、檢測方法和推進劑物理穩定性的研究等整理成文字,供所內研究參考并與中科院化學物理所進行交流。
1962年5月18日,錢學森在五院黨委常委擴大會上傳達聶榮臻的指示:美、蘇的許多導彈都逐漸轉向用固體發動機,這是導彈發展的必然趨勢,因此一定要下決心搞固體導彈。不久,崔國良被確定為固體火箭專業發展規劃小組成員,在錢學森的指導下,通過查閱國外文獻資料及調研,提出型號發展的規劃建議。
1963年9月,崔國良被國防部五院任命為固體發動機研究所推進劑研究室副主任。此時固體發動機的研制正被藥柱裂紋和不穩定燃燒問題所困擾。藥柱裂紋會導致發動機點火后藥柱燃面失控而發生爆燃事故。經過分析,人們認識到藥柱在發動機中要經受特殊的加載作用,這使得對藥柱的力學性能不僅要求一定的強度,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。
1965年1月24日國防部五院四分院第二次技術工作會議時合影,錢學森(第3排左9),崔國良(第4排左8)。
解決發動機工作不穩定燃燒問題最初確定了三條技術途徑,在配方中添加鋁粉試驗是途徑之一。1965年2月,崔國良擔任了配方研究室主任。他很快組織起含鋁推進劑配方的研究,當年8月在發動機裝藥擴大試驗中連獲成功。這個配方不僅徹底清除了發動機不穩定燃燒問題,而且在我國開辟了固體復合推進劑研究的新途徑,從此以后的各個復合推進劑系列配方都采用鋁粉作為主要組分之一。
為固體發動機實用化再立功
1965年,在不分晝夜的工作中,崔國良從軍人轉變為新組建的第七機械工業部的科技干部。9月,他接到了轉戰內蒙古的新命令。原來,由于瀘州地區氣候潮濕,固體推進劑很難固化,給研制工作造成了嚴重困難。經上級批準,固體發動機新的研制基地選在了內蒙古呼和浩特市郊區。
當崔國良和全國固體火箭發動機的精英們集中到內蒙古基地時,他們顧不上叫苦,放下背包立即開始安裝實驗設備,準備生產。根據上級下達的任務,固體燃料火箭發動機技術開始向實用型發動機發展,而第一個任務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動機。
與ф300mm標準試驗發動機相比,實用型發動機需要突破的最大難關是“大型裝藥”。“長征一號”第三級固體燃料發動機為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次旋轉條件下工作。這些苛刻的條件使固體推進劑研制中出現了未曾認識到的新問題。當試驗裝藥量超過ф654mm后,藥柱再度出現裂紋。崔國良帶領攻關小組通過在推進劑配方中添加適當品種和數量的固化劑和交聯劑,改變藥柱高分子網絡結構,改善了推進劑的力學性能,使它具有滿意的伸長率,滿足了大型澆注的、高裝填分數(藥柱體所占發動機殼體溶劑的百分比)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發動機裝藥、試車中均獲圓滿成功。不料,1968年1月,在一臺發動機進行立式旋轉試車時,工作了30多秒的發動機滿身噴火飛出了試車臺。
事后分析發現,由于發動機在旋轉狀態下工作,在其頭部沉積了燃燒產生的過多氧化鋁,導致頭部過熱而被燒穿,燃氣隨之向下噴射,把發動機推出了試車臺。為解決氧化鋁沉積量過高問題,崔國良調整了推進劑配方中的鋁粉粒度和含量,又與總體部門協調略降低了發動機旋轉速度。
1970年4月24日,“長征一號”運載火箭將“東方紅一號”衛星送入太空,運載火箭第三級固體燃料發動機完成了末級助推任務,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劑研究所(代號46所)所長的崗位上調任內蒙古七機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計師。
“巨浪一號”兩級固體燃料火箭是1967年國防科委下達的我國第一個兩極固體燃料火箭的型號研制任務,這在當時條件下是很困難的。問題在于沒有技術儲備,發動機的許多單項技術尚未過關,甚至尚未開展研究工作,許多原材料要同發動機同步研制,發動機對這些材料幾乎都有特殊性能要求。
根據模樣階段、初樣階段、試樣階段、正樣階段、定型階段的航天產品研制程序,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,領導科研人員克服了新材料、新推進劑和推進劑大型裝藥與殼體脫粘、密封、殼體結構強度等技術難關,到1978年初第一級發動機通過全程試驗,5月結束了初樣研制。此時楊南生轉戰三線,已經離開了內蒙古基地。崔國良的任務是接替楊南生指揮完成兩級固體燃料發動機的試樣和正樣研制,使發動機達到火箭總體設計要求。
從初樣階段開始,試驗站經常聽到發動機爆炸和穿火的巨大聲響,尤其是一級發動機,從頭部燒蝕、筒體穿火,到尾部噴管飛出,每一發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,技術狀態一次次更改,由于沒有外國經驗可借鑒,預先研究成果少,很多未知的技術關鍵沒有攻克,研制中暴露出的問題多得如同按下葫蘆浮起瓢。崔國良讓調度室每天寫一份研制快報,當晚送到他手中,第二天他就召開會議或直接到生產車間、實驗室、試車臺現場解決問題。有人形象地說:“崔總簡直就像一個大調度。”七機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。”
“巨浪一號”一級固體發動機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米后蓋的密封設計要求在發動機工作熱漲變形時,保證密封效果絕對可靠,否則就會因穿火導致失敗。崔國良主持對密封結構進行了多次改進和點火試驗后,可靠的密封結構基本確定。
1980年7月,固體發動機最關鍵的地面試車就要進行了,這次試車如果成功就可以按此技術狀態研制生產,按計劃配套交付飛行試驗的兩級發動機,保證“巨浪一號”火箭的研制進度。國防科工委和七機部的領導都非常關注這次試驗。
在試驗準備的3天里,崔國良每天盯在現場,隨時解決問題。當發動機點火的那一刻,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。他仔細察看還在冒出濃烈嗆人氣味的發動機,像對待自己孩子一樣撫摸著發動機殼體,興奮地說:“絕熱效果很好。”
終于可以按計劃配套交付飛行試驗的兩級發動機了,崔國良長長地出了一口氣。按照往日的習慣,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動機技術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蒙古軍區253醫院緊急搶救……經過一天一夜的昏迷,崔國良睜開眼睛第一句話就問:“發動機內彈道曲線正常嗎?”
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“發射”口令,“巨浪一號”火箭瞬時被強大的燃氣壓力推動,越出碧海、直刺藍天、向著預定目標飛去。我國第一枚潛射固體燃料火箭誕生了!這標志著中國成為世界上第四個擁有水下發射核戰略導彈的國家。
“巨浪一號”潛艇發射照片
中國有了機動性洲際導彈
上世紀60年代開始,美、英、法等發達國家相繼開始研究高能固體推進劑,形成了高能推進劑研制熱潮。1984年4月,國防科工委(原國防科委)成立火箭發動機與固體推進劑技術專業組,崔國良擔任了固體推進劑專業組組長。次年5月,他調任航天工業部(原七機部)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略武器發展的宏觀規劃。1985年,崔國良的夫人劉寶芬撰寫了系統介紹NEPE推進劑的研究報告,這啟發了崔國良對在我國發展高能推進劑的思路。
NEPE型推進劑是美國于上世紀70年代后期研制成功的。NEPE是英文Nitrate Ester Plas-ticized Polyether的縮寫,它以硝酸酯為增塑劑,具有能量高、力學性能好的特點。進入(編者注,20世紀)80年代以后,NEPE推進劑在美國得到迅速發展,除了用在戰略武器MX導彈上,在戰術導彈發動機及氣體發生器上都有應用。
1985年7月,崔國良與時任科技委常委錢維崧聯名向有關領導遞交報告,建議組織力量加快研制NEPE型推進劑,為我國第二代固體發動機提供先進能源。
經過充分而審慎的論證,1990年6月,在國防科工委固體推進劑專業組會議上,形成了《對我國高能固體推進劑發展建議》。1991年6月17日,國防科工委正式批準成立有航天、兵器、北京理工大學以及中科院、化工部五個系統、多家單位參加的NEPE高能固體推進劑聯合攻關組,崔國良擔任組長,負責制定總體技術方案和重大技術問題的決策。
1991年9月,崔國良主持國防科工委第三屆固體推進劑專業組和高能固體推進劑聯合攻關組聯席會議,對NEPE高能固體推進劑攻關的17個課題的方案論證報告進行評審。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所和北京理工大學研制的高能推進劑黏合劑系統進行統一考核,以確定第一步攻關的基礎。
高能推進劑的基礎配方確定后,又突破了中性聚合物鍵合劑技術,大幅度提高了推進劑的力學性能;通過燃速調節劑和固體顆粒的合理級配,使推進劑燃速在一定范圍可調,使壓強指數降低。在這些關鍵技術攻關中,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。他對每一份技術評審材料都要反復研讀,攻關小組的同志們經常看到他研究技術報告到很晚、很晚。
科學、嚴謹、審慎是崔國良對待固體推進劑研制的一貫作風。大膽啟用被科學試驗證明可行的新技術、新工藝是崔國良的又一特點。1993年,當高能固體推進劑配方攻關取得階段性成功以后,固體發動機絕熱層、襯層(包覆層)的攻關就提到日程上來了。
由于NEPE高能推進劑組分中含有硝酸酯成分,必須開發出能抗硝酸酯的新型絕熱材料。絕熱層的作用是保證發動機點火以后,殼體不被推進劑燃燒產生的高溫燒穿。根據以往慣例,在絕熱層和推進劑之間還有一個阻擋層(也叫襯層),為的是阻擋推進劑中的硝酸酯向絕熱層遷移,導致絕熱層被分解、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。面對新的技術突破,是繼續沿用傳統方案還是讓絕熱層發揮絕熱和阻擋層的雙重功效呢?崔國良領導攻關組反復檢查絕熱材料的實驗方法和實驗數據,經過周密論證后決定:去掉阻擋層。他對絕熱層攻關團隊說:如果你們的實驗方法得當,實驗數據充足,那該去掉的就去掉,絕對不能讓多余的東西影響發動機。
經過七年的不懈攻關,1998年1月,國防科工委批復同意《NEPE高能推進劑全尺寸發動機先期技術演示驗證任務書》。6月30日,先期技術演示驗證試驗發動機試車圓滿成功。演示驗證鑒定確認:推進劑的能量特征和燃速壓強指數達到國際先進水平,使我國成為繼美國之后掌握該項技術的國家,此項技術將推動我國新型機動固體洲際導彈的研制進程。
參考文獻:
[1]劉亞軍.崔國良:再筑長城箭倚天[N].中國科學報,“老科學家學術成長資料采集工程”系列報道. 2018.2.1第八版
(作者系共青團北京市委原干部)
附文:
一個科學家的風范
譚惠民
崔國良是我的老師,也是我的戰友,我研究生的畢業論文就得到了他的指導。我進入原國防科工委固體推進劑專業組以后,我們在工作上探討、合作比較多的是從高能推進劑的攻關開始,這項工作從開始一直到完成經歷了好幾個階段,崔國良是總師,他給攻關組所有參與人留下的深刻印象都非常好。崔國良身上充分體現出黨培養的老知識分子的優秀品質,在高能推進劑攻關中他做得很優秀的事有幾個方面。
一是尊重科學。崔國良是聯合攻關組長,在確定攻關路線圖之前,他在北京和襄樊跟我長談了兩次。他有一句話給我印象深刻:你干什么先搞清楚道理,說清楚為什么要這么干。
我的意見是:力學解決第一步,燃燒穩定性第二步,能量第三步。他問為什么?我說這是改性雙基和復合兩類固體推進劑優勢的綜合,有幾個重大技術問題需要精心去解決,而且還得解決到位。第一個難點是增塑劑遠高于傳統的復合推進劑,如果沒有好的力學性能就不能承擔穩定燃燒、固化收縮,發動機就會出事兒,而熟悉復合推進劑的人沒有碰到過大增塑比的推進劑。第二個難點是高能推進劑用的增塑劑不是普通高分子用的增塑劑,而是含能的、危險性、感度、分解溫度都比較容易產生的硝化甘油,在高能推進劑研制過程中的安全防護是個問題。第三個難點是高能推進劑組分中有一種硝胺炸藥,它跟硝酸酯混合應用之后使燃燒穩定性變差,也就是說要控制火箭或者導彈的內彈道性能困難。因此,高能推進劑的研制是改性雙基與復合推進劑這兩個技術的融合創新,但是它的配方、包括它的工藝不是兩個技術的疊加,而是完全不一樣的新東西。最后經過爭論、討論之后統一的基本上就是這個意見。崔國良的口頭禪:咱不干不明不白的事,體現他尊重科學而且虛心地去聽取意見的風范。
二是顧全大局。確定攻關路線圖后,還有一個技術路線問題。當時有兩條技術路線,但是有四家人去干,爭來爭去最后誰為主體?崔國良堅持一條,不浪費國家的錢,不要重復。他的想法就是:攻關選取優勢單位,各自發揮所長,顧全大局。他說:老百姓給我們錢不容易,不能隨便浪費呀!
三是關心下屬。那時候總裝預研管理中心有一個楊立保參謀,他管理工作做得很細,編制了高能推進劑攻關的工作規則,對每一步驟怎么走都有要求。崔國良說:“立保是個才子呀!他干得很好,不能誤人家,該反映的就得反映,得幫人家。他當領導不是讓你干完活兒就不管你了,他跟我們不茍言笑,但是該想到、關照你的事他想到了。作為一個攻關項目的總師應該抓什么事、培養什么人、關心什么事他很到位。”
另外,他提倡處理好攻關過程中知識共享與保護知識產權的關系。他常常強調:攻關要以你為主去解決某個問題,解決以后參與攻關的其他單位也應該有些可以共享的成果。他說你把道理講清楚就行,細節的知識產權你們自己再發揮。
崔國良非常關心的是工程上應用得著的技術,他站在戰略的高度上,從技術的角度去把握住固體推進劑技術我們干什么、仿什么、向哪些方面發展。他想到的是第一步要掌握外國人的東西;第二步如何有我們自己的東西。從1984年他擔任國防科工委固體推進劑專業組組長開始,一直到他生病、不能再主持工作之前,他在把握這個總體方向上一是穩,二是準。
作為這個行業的元老,崔國良在蘇聯留學,從雙基體系出發,在復合推進劑和改性雙基與復合推進劑技術的融合方面做出了突出貢獻,大家都很服氣。
「 支持烏有之鄉!」
您的打賞將用于網站日常運行與維護。
幫助我們辦好網站,宣傳紅色文化!