二、攻克难关
●中央军委指出:核动力潜艇是毛主席亲自批准的一项国防尖端技术项目,必须群策群力,大力协同,排除万难,保质、保量、按时完成任务。
●肖劲光说:“要严密组织、精心指挥。严格执行岗位责任制,防止发生事故。”
●张爱萍宣布:“我国仿制苏制潜艇声纳已经结束。我国要自行研制我们的声纳。”
核潜艇总体设计诞生
1965年5月,就在党中央批准核潜艇研制工程重新上马后不久,夏桐被任命为核潜艇总体设计所所长,主要负责核潜艇的结构强度、流体动力、鱼雷发射、导弹潜射、水声设备、潜艇空气再生与净化、惯性导航等项科学研究。
听到这个消息后,夏桐虽然觉得肩上担子很重,但还是毫不犹豫地答应了。
5月的一天,在我国北方海疆某造船厂附近的荒岛上,夏桐、宋文荣、尤子平、黄旭华带领着100多名科技,在这里驻扎下来,开始了重新上马的核潜艇的总体构想和设计工作。
造船厂把一座昔日的“苏联专家楼”拔给夏桐他们暂住,并兼做试验室用。
科研人员们啃着玉米饼子,艰难地吞咽着粗糙的高粱米饭,吃的菜是咸萝卜、土豆、白菜和萝卜缨子。就算是这样,生活的艰苦对于苦惯了的科研人员,挺挺也就过去了。
但是,最令人烦恼和一筹莫展的是,每一项重大的整体设计,在进行构想时,都要引发一场激烈地争论。因为大伙儿都是属于纸上谈兵,都没有参照,谁敢说自己有实践经验呢?最多就是,有的工程师在苏联参观过几艘舰艇,或参加过国内仿制苏联的常规潜艇设计而已。
可是,常规潜艇的设计与核潜艇的设计根本不可以相提并论。单从造价上说,就可以看出它们之间的巨大差异。
根据当时国外的有关报道:一艘鱼雷常规潜艇大约需要花费3000万美金;而一艘鱼雷核潜艇至少要花费3亿美金,而一艘导弹核潜艇则至少要用4至7亿美金。
这简直是一个不可思议的天文数字啊!国家把造价如此昂贵的宝贝交给大伙来做总体设计,所有参战人员都难免感到肩上担子的沉重。因此,谁都不敢贸然下手。
这便不难理解,每一个设想,必然会引来一番不可开交的争论。
有些人认为,把当时的仿苏式潜艇一分为二,中间插进去一个核动力堆就行了。这样既方便,又省事,这肯定是一条成功的捷径。
另一些人则认为,我国第一艘核潜艇应是全新的创造,应该是集世界先进设备于一艇的智慧“载体”,各个科研项目都要“推陈出新”。
就这样,争论的双方一时间谁也无法说服谁。
有一天,夏桐在无意中得知,有一个中国外交官夫妇的孩子手里,有个铁皮做的导弹核潜艇模型玩具。于是,夏桐连夜从中国外交官的孩子手里将玩具取来,摆到了办公桌上。
夏桐、宋文荣、尤子平、黄旭华等科技人员都如获至宝,大家把这个玩具传来传去,反复观看,一个个都爱不释手。
这个玩具通体咖啡色和铁灰色相间,火箭发射筒和各舱室可装可卸,设计十分巧妙。
大家仔细端详着他们生平中第一次看见的导弹核潜艇模型,都高兴得心花怒放,不由得连声赞叹。
大家之所以这么兴奋,是因为他们之中的人,谁也没看见过真正的核潜艇。而他们正在构思设计的,正是将要自由地游弋在大海深处的导弹核潜艇。
在当初,中央决定研制核潜艇的时候,研究员所能看到的,只有刊登在国外杂志上的几张照片和一些零星的资料。而且,这些照片和资料还是从七院转手过来的。
夏桐和黄旭华心里也十分清楚,玩具与实物还相差十万八千里呢。但是,玩具毕竟给了他们最直观的印象。
渐渐地,当初脑子一片空白的研究员们,开始有了决战的信心。
在这之后,夏桐、宋文荣,尤子平、黄旭华和所里的其他领导,经过认真地分析和总结,既否定了前一种观点,也否定了后一种观点。
尤子平创造了一些形象说法,把大伙儿说服了。他说:
“前者是‘非驴非马’,连骡子也不是,其结果必定是:造不出真正意义上的核潜艇。而后者是‘荷叶包钉子’,个个想出头。其结果必定是:荷叶被扎得千疮百孔了,最终连一个钉子也包不住。”
“各研究所和厂家都想在核潜艇里‘出头’,上自己的尖端新产品,这是可以理解的。但全局却遭了殃,无法维持和包容那么多新‘钉子’。”
渐渐地,与会者的意见统一起来了。大家提出了一个战略思想,叫“骑驴找马”。即立足国内技术,从人力、物力、财力的实际出发,各个部门大力协助。既反对好高骛远,个个冒尖的观点,又提倡该上水平的项目坚决重新研制或组装。
最后,大家提出了核潜艇的总体研究重点,即解决好适合水下高速航行的船体线型和大深度下的船体的直径,以及有着大开孔发射口的船体的耐压结构。
同时,大家明确了重点攻关的“七大关键设备”,即要集中力量解决:核动力装置、人工大气环境、惯性导航系统、水声综合设备、大深度自导鱼雷系统,自动舵和远程快速通讯等系统。
上级部门听取汇报后,大为赞赏,把“七大关键设备”称赞为“七朵金花”。
“七朵金花”的意见统一后不久,黄旭华和他的同伴们又在艇体线型的设计上发生了重大分歧。
所谓水滴线型,就是潜艇采用的艇体外形。从当时的资料看,潜艇的外型分四种:
一是水面舰艇型,这是最早采用的艇形;
二是鲸型,其外型像鲸鱼。这是各国常规潜艇普遍采用的艇型;
三是水滴型,就像屋檐往下滴的水滴形状,这是各国核潜艇普遍采用的艇型;
四是拉长了的水滴型。这是为装置更多的设备而采用的艇型,像美国的“华盛顿”级核潜艇就采用这种艇型。
而且,美国将核动力与水滴线型集中于一艇,是分三步走的:
一是常规动力加水滴线型,像“大青花鱼”号;二是核动力加常规线型,像“形鱼”号;
在制造了这两种型号后,才研制成功了核动力加水滴线型的“飞鱼”号潜艇。苏联的路数也是类似的三步。
那么,我国的核潜艇艇体外型该采取哪种方式呢?
黄旭华、尤子平及夏桐、宋文荣等都主张跨过“大青花鱼”和“缸鱼”号两个阶段,直接设计水滴线型,变“三步走”为“一级跳”。但这个“跳法”受到不少人反对,他们主张设计常规线型。
反对的人说,步子跨得太大了,连美国都是分三步走的,何况咱们呢?核潜艇这个东西技术上太复杂,搞得不好,就会艇毁人亡。要是这样,影响就太大了,还是“保险”点好。先别考虑先进或落后,凭当时我国的技术水平,哪怕能造出一艘“落后”些的核潜艇来,本身就是一个奇迹了。
总体所技术人员的争论,引起了上级领导部门的重视。核潜艇工程办公室主任陈右铭将情况向国防科委副主任刘华清作了汇报,刘华清又报告了聂荣臻。
1966年12月7日,聂荣臻主持召开会议,全面听取了艇体线型设计的研制情况汇报。陈右铭如实地反映了各种不同的意见。聂荣臻听得很认真,不时地插话询问情况,并当场与有关方面负责人商量探讨各种意见的优劣。
最后,聂荣臻紧锁的眉毛扬了起来,他郑重地说:“我认为,关于艇体线型设计的总原则是:不要用常规潜艇的艇型,要重新设计,不然搞得两不像,又不像常规潜艇,又不像核潜艇。如果能够利用好,一级跳完全可以跳得同人家三级跳一样远嘛!”
后来实践证明,聂荣臻的这一决策是十分正确的。
核潜艇的线型总算是敲定了。但是,研究员们都知道,要想获得潜艇线型在水下的阻力参数,必须做模型的水下试验。
黄旭华就同母校上海交通大学联系,然后利用上海交大学校内的一个小水池,做起了水下模型拖曳的试验。
由于水池只有200多米长,去掉拖船启动时的加速过程,和停止时的减速过程,只有很少一段水路能用来测量流体动力参数。
但是,想来想去,也没有其他可行的办法,只能用苦干、多做来弥补试验条件的不足。
就这样,一个试验动作往往需要重复几百次、甚至上千次,最后才能得出概率最多的那个数据。
为了掌握好水滴线型艇体在水下快慢速变换时的操纵性能,在实验室里,黄旭华又不知道度过了多少个日日夜夜,更不知流下了多少汗水。
黄旭华和其他的科研人员,经过反复的风洞、悬臂水池、水下自航模试验和潜操仪仿真的试验,在取得了上万个数据后,才总结出大量的可靠的科学数据。
可是,好景不长。外国的一本杂志上刊登的一则科技信息,使黄旭华和其他的科研人员心惊肉跳起来,他们的兴奋之情也一落千丈。
这一则信息说:
为了保证导弹水下发射时,对于核潜艇稳定姿态的严格要求,美国的科学家们在艇上装设一个60多吨重的大陀螺……
谁都知道,陀螺在旋转时,是最好的自足稳定系统。这个原理早就应用在航天器上了,而且效果非常显著。火箭上也装有旋转的陀螺仪,所以火箭飞行时,尽管有强大的外力干扰,但是,它仍然能非常平稳地变换飞行姿态。
60吨,如此笨重的一个庞然大物,加上它的辅助系统,装到核潜艇上,将意味着什么呢?
这意味着需要在设计中增加一个大的舱室,这势必增加核潜艇的排水量,最终的后果当然是影响航速。
这样一来,不仅核潜艇的总体设计要重新考虑,甚至有可能需要另起炉灶,或者将总体设计推倒重来。而这又多了一个急需攻关的课题。
问题变得异常严峻起来。消息传开时,大家正在吃饭。听到这个消息后,一时间,大家都没了胃口,闷声不响地扔了碗筷,都自动聚集到了研究里。
当时,黄旭华和其他的科研人员发现,这个消息居然出自美国方面的技术杂志,这就更让所有科研人员都震惊不已。
眼见研究所里的“一派大好春光”,一夜之间,就被愁云笼罩着,大家苦闷极了。
从这一天起,黄旭华开始不断地失眠。
此后,总体所和另一个研究所,以及一些高校在方案论证时,对是否安装陀螺仪的问题,进行了多次专题研讨。经过方案和原理的实验,大家一步一步认识到,笨重的大陀螺对稳定艇体摇摆的作用十分有限。
黄旭华又和几个人通过计算,又查阅分析了大量实验数据,他们愁云密布的眉宇渐渐展开了,大家一致认为:在水滴形艇体操纵面的设计上下功夫,求得最佳设计方案,是完全可以代替笨重的大陀螺的平衡作用。
这就是说,只要设计得好,大陀螺可以不装。
特别是以总体组长老龚为首的搞陀螺研究的设计师们,更是坚定地认为:搞水下发射的核潜艇可以不装大陀螺。
研究所的领导也认为有道理,但是这个决心很难下。因为这个决定,事关核潜艇水下发射导弹的成败!
决心难下也得下,研究所等着黄旭华拍板呢!在拍板之前,自然又引起了一场争论。
有的人说:人家技术比我们先进得多都要用那玩意儿,我们敢不用吗?
又有的人说:没有大陀螺压轴,发射时翻了船,谁能负这个责任呢?
还有的人说:发射时因为艇体不稳,打不中目标谁敢承担过失呢?
有的人说得更有根据:核潜艇“体重”几千吨,多装六七十吨也不为过。还是该装就装吧,这样保险些。
黄旭华不同意这样的观点。他认为,核潜艇体重是有几千吨,但是艇内的空间是极其狭小的,每一立方厘米的面积都很宝贵。
潜艇不像水面舰船,潜艇的每一立方厘米地空间都是“黄金空间”。核潜艇的设备都是“黄金设备”,只有具备绝不可少的价值的设备才能装上去。
如果是艇内多装了一个不必要的庞然大物,那不仅仅是失职,简直就是犯罪!
既然我们的实验数据证明可以不装,就应该相信自己做出的科学结论。我们是独立自主进行研究的,没有必要“依葫芦画瓢”地盲从人家美国。
黄旭华这样想时,便开始怀疑来自大洋彼岸的报道了:他们的核潜艇上究竟装了还是没有装那家伙呢?
在出差的时候,黄旭华躺在旅馆客房的床上,望着粗糙的天花板,他是夜不能寐。
黄旭华于是又想:会不会是老美玩的一个伎俩呢?难道是老美故作姿态放的一个虚假口风来误导咱们呢?或者,是老美针对苏联建造第二代核潜艇而使用的诈术呢?俗话说,兵不厌诈嘛。
黄旭华又想到了法国的核潜艇。法国也是独立自主完成核潜艇的设计制造和试验的。在起初,英国人和法国人都要求他们的“老大哥”美国人,向他们提供核潜艇的技术情报。但是,由于法国当局与美国的关系,并不像英国与美国的关系那么融洽,所以,美国没有答应法国当局的请求,而是把有关材料卖给了英国。
法国人一气之下,决定走“自力更生”的道路,结果研制出了具有法国特色的核潜艇。法国的核潜艇,没有过份追求高速度,但是,在潜艇的隐蔽性做足了文章。所以,它体积小,噪音低,在海底潜航时几近悄无声息,就如同神出鬼没一般。
在法国人看来,过份追求高速度,核动力及其传递设备必然要大,噪音也必定会很大,相对而言,隐蔽性自然就差了很多。因为,在法国人看来,既然核潜艇的“杀手锏”是“第二次核打击力量”,自己不容易被敌方发现,才是应该放在第一位考虑的。
只要自己的“第二次核打击力量”的性能好,高速度的意义相对不重要,因为核潜艇的速度再快也快不过导弹的速度呀。
黄旭华又想:那么,从法国人身上,我们可以得到什么样的有益启示呢?那不就是:走自己的路,相信自己实验数据所得出的结论吗?
“不装!”想到这些,黄旭华不禁激动起来。
回到所里后,黄旭华就拍了板:不装,设计中不考虑陀螺的事!
研究所领导也是同样的意见:不装!
果然不出黄旭华所料,后来的资料证明,除了第一艘核潜艇外,美国后来的核潜艇都没有装陀螺仪。
原来,美国核潜艇科学家是有装陀螺仪这个打算的,但是,后来通过实验,否定了自己的设想。而西方媒体却无意间把这个设想当作既成的事实来报道了。
水滴型核潜艇的外型终于设计出来了。那么,这种线型的核潜艇将来造出来后,究竟能不能在海底下操作呢?这又是一个难题。
因为,水滴型核潜艇的外型是圆滚滚的,它的每一面都是圆的,潜到深水下弄不好就会像球体一样打滚乱翻。如果这样,产生的后果将是非常可怕的。
所以,核潜艇在下水之前,必须进行可操性的试验。对于水下高速航行的水滴型核潜艇来说,这个可操性试验不仅尤为重要,而且不可缺少。
什么是可操性试验呢?通俗地讲,就是按照设计图纸制作出核潜艇的微缩模型,在模拟水池里进行模拟操控,以检验它的拐弯、倒退的诸多性能。如果这些性能无法实现,那么,这些设计方案就等于废纸一张。
对于力主采用水滴形线型的总设计师黄旭华来说,他最担心的就是这一点。
于是,黄旭华把可操性试验这个重任,交给了年轻的技术人员闵耀元。
闵耀元回来后,跟大伙儿一说,大家都很兴奋,摩拳擦掌,急于想干出点名堂。但是,兴奋之余,大家思想上的压力也很大,因为大家心里没底呀。
开始,他们想到利用当时的仿苏潜艇模型做试验,但是很快就被否定了。
因为,仿苏潜艇模型是低速的,线型也不对号,而且驾驶仓的仪器设备同核潜艇也有很大的不同,那么,试验得出的参数当然不会可靠。
于是他们想到建造一个小的试验艇,因为美国刚开始搞核潜艇的时候就是这么干的。
但是,经过计算,造这样一个简单的缩比试验艇却需要500万元的经费,连设计带建造就需要两年时间。闵耀元犹豫了,但最后还是搞出了方案,并写成报告递交了上去。
报告如同泥牛入海,上级主管部门的沉默,本身就回答了这个设想:此路不通。
因为当时正处在特殊历史时期,即使有钱,两年也未必能造出来。
正在山重水复之际,闵耀元看到了一则国外消息。消息说,美国已采用仿真办法代替实艇来解决潜艇的可操纵性能试验。
真是天无绝人之路!闵耀元看完后,一拍大腿,从会议桌旁站起来说:“破釜沉舟,背水一战,就是它了!咱们也搞仿真试验!”
大伙一听,也铁了心,跟着上阵了。他们提出了一个目标:半年把攻关课题啃下来!
这可是一个不低的目标。打这以后,他们连续加班加点,直到除夕之夜,才完成了试验方案的图纸。
为了抢时间,大年初一的一大早,王文清就踏着遍地的鞭炮纸屑,登上了南下的列车,前去南方某研究所的水池参加模型试验的准备工作了。
这时正值特殊的岁月,水池的试验机房,早就无人问津了。王文清于是亲自动手做起了模型试验的准备工作。
数月之后,闵耀元和大伙儿终于研制成功了非常完善的潜艇操纵仿真装置。随后,大家紧锣密鼓地投入了第一次仿真试验中。
闵耀元他们把数学模型输入到模拟机上,然后请海军潜艇部队的水手张林进行试操。
张林是个有操作实艇经验的水手。他操作几次后,满意地走下了操纵台。闵耀元问他:“小张,是不是跟真正的潜艇上操作一样呢?”
张林兴奋地回答说:“很像那么回事儿,我感觉和在真正的舰艇上操作一模一样!”
仿真模拟就算初战告捷了!这说明他们搞的仿真装置的感应性能,完全可以真实地反映实艇的操控情况。
接下来,大家又一门心思做系统的试验。
为了使操艇员不要有先入为主的想法,在保密的情况下,闵耀元把拟定的核潜艇操纵面的不同设计的一系列方案,用数学模型输入仿真装置,请4名海军操艇舵手来操作。
奇迹很快出现了:4个操舵手异口同声地回答闵耀元说:“完全跟在真艇上一样!”
闵耀元请4个操舵手给仿真机打分。操舵手张林不加思索地答道:“可以打99分!”
其他操舵手都表示同意。
1971年,张林在核潜艇实艇上进行出海试操,输入闵耀元他们的仿真数据。张林一边操作,一边对站在身边“保驾”的陈源说:“好操作,好操作,好操作极了!”
奇迹就这样创造出来了,黄旭华他们终于成功了!
核反应堆试验成功
1965年5月,党中央批准核潜艇研制工程重新上马。
7月,二机部核潜艇动力研究设计院提出了核潜艇动力反应堆设计方案,并很快得到中央专委的批准。
8月15日,中央专委召开第十三次会议,批准核潜艇研制分两步走,第一步先研制鱼雷攻击核潜艇,第二步再研制导弹核潜艇。
这次会议,中央专委还要求我国鱼雷攻击型核潜艇必须于1972年前下水试验。同时,也批准了核潜艇的陆上模式反应堆和海军核潜艇码头基地开工建设。
随后,二机部核潜艇动力研究设计院,于年底前即完成了潜艇核动力装置的初步设计。
彭士禄,是中国核潜艇工程的第一任总设计师。
早在60年代初,我国核潜艇的部分工程下马后,核动力研究室只剩下了一个由50多人组成的攻关小组。
其中,攻关小组的大多数人是刚毕业不久的大学生。但是,他们学的都是锅炉、化学、物理等专业,除了五、六个人稍接触过一些核动力的知识外,其余的人都不姓“核”。
于是,时任原子能所核动力研究室副主任的彭士禄和韩择、蒋滨森等“留苏同仁”一起,给“初生牛犊”们开了5门课:即反应堆物理、反应堆热工、反应堆结构、反应堆自动控制、反应堆核动力装置。
就这样,2年后,在党中央批准核潜艇研制工程重新上马后,20多个外行成了核动力研究方面的尖兵,扑到了研究攻坚的最前沿。
在给这些“初生牛犊”开课期间,彭士禄找遍了国内外的仅有的相关资料,又对我国现有的重水反应堆进行了实地考察,在综合了同行们的正确意见后,他提出了适合我国未来核动力发展的一套设想,即营造什么类型的陆上模型式样堆、以及模型式样堆如何设置等等。
所谓陆上模型式样堆,通俗地说,就是陆上模拟试验堆,简称陆上模式堆。建造它的目的是:按照水下核潜艇反应堆在海底工作时的实际运转情况,在陆上进行模拟试验。在证明了它的可行性、可靠性后,再定型使用于核潜艇上。
然而,就在这个时候,某大学和某研究所却有一部分人,拟定了一套与彭士禄截然相反的方案,从根本上否定了建立陆上模式堆的必要性。
他们认为,根据我国核动力研究的现有水平,在图纸设计好的原子反应堆,直接可以一步到位地堆建在核潜艇上。
于是,这两种“针锋相对”的方案,同时上报到聂荣臻和周恩来那里。聂荣臻和周恩来不是技术专家,他们需要听取多方面的意见才能决策。但是,聂荣臻和周恩来都对不搞陆上模式堆的意见表示忧虑。
在听取各方意见的专题会上,双方各执己见,互不相让。
反对搞模式堆的人认为:根本没有必要搞这种重复建设。因为陆上模式堆不仅会使试验经费提高一倍,而且还会推迟核潜艇下水的进度。
他们还认为:如果直接将反应堆装在核潜艇上做试验,试验成功后就直接可以交给军队使用,岂不“多快好省”?
支持彭士禄的这一方则认为:核潜艇上的核动力装置以前我们没有搞过,要说技术上百分之百的成熟,我们没有把握。
因此,不通过模式堆进行模拟试验就直接装艇危险性太大。即使能够基本成功不而出大问题,方在核潜艇上再修修改改,拆装都很不方便。
再说,核动力模式堆并不是试验完成后就报废了,花这个钱是有长远的战略意义的,是“吃小亏占大便宜”。最重要的是,只有这样才能保证核潜艇的整个系统一次性建造成功。同时,还等于建了一座核动力装置实验堆,可以培训工人和艇员。
当时,周恩来和聂荣臻都表态说:“为了核动力潜艇一次建造性试验成功,必须建立陆上模式堆!这个钱不会白花,是合算的。”
为此,中央军委拟定了建设模式堆的总原则是:保证安全、保证可靠,立足国内、自力更生研制。便于操纵,适应我海军指战员的科学技术水平,便于维修和换料。
然而,争论并没有就这样完结。
在建造什么样类型的模式堆和堆形是“一体化布置”还是“分散布置”的问题上,彭士禄又和某些单位的一些专家学者展开了一场并不轻松的争论。
这些专家学者都主张搞增殖堆。因为,增殖堆最先进,压水堆太原始。
他们认为,增殖堆是能够让“一个鸡蛋变两个鸡蛋”的先进设备。他们还认为,即使上压水堆,也要搞一体化布置,这就和“集成电路板块”似的,把有关的零部件都压缩在一个密封容器内,是最经济的做法。
但是,彭士禄却主张上压水堆。而且,堆舱内的各个部件也要分散布置。因为增殖堆“这玩艺儿”脾气太大,一见水和空气就“发火”,稍微漏一点气就容易引起爆炸,特别难“伺候”。
再说“集成电路板块”似的一体化布置的确先进,但体积小,一旦个别零件坏了,整个电路也就报废了。这样一来,成本无形中反而变高了。
听到这里,周恩来和聂荣臻犹豫起来,一时拿不定主意。最后,只好决定,回头再作专题讨论。
就在这时候,钱三强被任命为二机部的副部长。
有一天,彭士禄在二机部办公大楼的走廊上与遇到了钱三强,两个人一见如故,谈得十分投机。
彭士禄便把想上“压水堆”和“分散布置”的想法告诉了钱三强。钱三强思考了一下,当即表示愿意出面协调解决这个分歧。
几天之后,二机部批准了彭士禄的设计方案。
彭士禄听到这个消息后,真是又惊又喜。他当即明白,是钱三强的威望起了决定性的作用。
方案虽然通过了,但是彭士禄心里很明白,要想征服“核魔”,必须要解决好两个关键问题:
一是推导各种主参数的计算公式;二是核燃料考虑采取什么组件形式最合适。
为了证实理论计算公式的正确性,彭士禄收集了世界上十几个零功率堆的临界试验数据,经过逐一的验算、校核、修正,才得出一个适用的计算公式。
我们知道,我国60年代初期的计算工具,只有计算尺和手摇计算器,而物理计算的工作常常又是极其复杂的。可想而知,彭士禄和其他科研人员当时面临的任务是何等地繁重而艰巨呀。
不久,他们在核反应堆各种主参数的推导公式和核燃料的组件形式,这两个关键问题上有了很大的突破。
1964年10月,我国的第一颗原子弹爆炸成功,我国的经济经过3年的调整后逐渐得到了好转。中央对核潜艇研究工作的投入力度又逐步扩大,集中力量建立了核动力研究设计的专门机构。
1965年3月,核潜艇研制工程重新上马。核动力组的科研人员更是精神振奋。
1965年7月,核动力组完成了核动力堆设计方案,同年年底,完成了初步设计,随后不久,又完善了核动力堆的初步设计。
为了进一步证实计算式的准确性,彭士禄和他的科研队伍还分别建立了常温零功率堆和高温零功率堆得计算模式。在经过反复试验、修正后,最后终于确定了较准确的计算公式。
最后,彭士禄和他的科研队伍用最短的时间和最少的经费,建立了核动力堆的零功率试验装置,经过仔细的试验修正,又取得了大批极有价值的参数。最后彭士禄和他的科研队伍得出结论:由他们设计的核反应堆在冷态下是完全可控制的。
而另一方面,核燃料组件的设计和研制,也得从零做起。首先彭士禄他们遇到的问题是:核反应堆的组件元件应该采用什么样的几何形状好呢?
彭士禄通过对大量的国内外资料的调查研究,写出了关于“核燃料组件的设计和研制”的论证报告,经过民主学术讨论,分析了各种形式的优缺点。最后确定了符合我国制造能力的燃料组件形式。
同时确定的核燃料组件的设计还包括:反应堆物理、热工水力、冶金、核燃料、机械、化工腐蚀等的标准。
就这样,彭士禄和他的科研队,从铀的提纯到铝合金的冶炼、制作、成形,都一丝不苟地进行了严格地把关,直到所有的元器件都经过无损探伤检验合格后,才发到第五元件制造厂进行制造。
1967年3月,毛泽东、周恩来、叶剑英等中央领导连续签发电报,有效地保证了核动力组的正常工作秩序。
8月30日,中央军委向所有从事核潜艇工程的单位发出《特别公函》,并且特别指出:
核动力潜艇是毛主席亲自批准的一项国防尖端技术项目,必须群策群力,大力协同,排除万难,保质、保量、按时完成任务。
《特别公函》的发出,极大地鼓舞了彭士禄、陈右铭和二机部全体科研人员,也进一步保证了核动力组的正常工作秩序。
1968年2月8日,中央军委一〇九次常委会议讨论批准国防科委成立核潜艇工程办公室。二机部为了完成国防科委布置下来的陆上模式堆试验基地施工任务,任命二机部办公厅副主任何潜为指挥长,组成试验基地现场指挥部,调吴上英为副指挥兼总工程师。指挥部下设办公室、计划、器材调度等组。
随后,指挥长何潜、副指挥兼总工程师吴上英就带领从二机部所属的建筑安装公司抽调的200多名工程技术人员,成建制地陆续进入了工地。
在我国西南某地的一片丘陵峡谷,四周都被崇山峻岭包围着。峡谷的中央,参差错落耸立着一些高大的厂房和普通的楼群,东边和西边都是一块块稻田地,两边零零星星、错错落落地建了一些干打垒的简陋房子。
这就是我国第一艘核潜艇的原子反应堆,即陆上模式堆的第一个试验基地最初的模样。
众所周知,原子反应堆有很强的放射性。所以,从安全生产上来说,核反应堆必须用全封闭的钢铁水泥构件作防护;从外部保障上来说,也必须以崇山峻岭作为天然屏蔽,才能确保万无一失。
我们都知道,核动力是核潜艇的心脏。而原子反应堆正是核动力的产婆。通俗地讲,核动力就是利用核燃料铀235的原子裂变释放出的巨大能量作为能源的一种原子动力。
因为铀235裂变释放能量时,不像柴油机燃烧时需要氧气。因此,用核动力装置驱动的潜艇,可长时间地在水下高速航行,它的续航能力大,隐蔽性也很强。
而常规动力潜艇,在水下航行时,利用的能源是柴油和蓄电池,因此每航行1小时左右,就需要浮出水面换气。所以说,核动力的巨大优越性是常规动力所无法比拟的。
然而,产生核动力的原于反应堆又是极其神秘、极其危险的。人类从发现它的利用价值,直到能够自由地驾驭它,中间经历了很漫长的时间。
比如,早年发现镭元素的居里夫人死于过量的核辐射。再后来的1979年,美国宾夕法尼亚州三里岛的一座核反应堆因发生事故释放出大量放射性气体。
所以说,原子反应堆既是辉煌的太阳,又是恐怖的魔鬼。
因此,把驾驭核动力的人科研人员,比做和跟“魔鬼打交道的人”,一点也不过分。
当时,指挥长何潜和副指挥兼总工程师吴上英带领200多名工程技术人员进工地的时候,指挥部还没有房子用来办公,他们便临时搭个了棚子,开始指挥工地施工。
直到7月初,距中央专委指定的陆上模式堆完成满功率运行的日期只剩下20个月的时间,但是模式堆工程主厂房的基础坑还没有开挖。
而且,厂房建设、设备安装、单机单系统调试、综合联调、物理启动,这一切都要在这20个月内完成,任务重,时间紧。何潜和吴上英两个人陡然感到了一种无形的压力。
于是,何潜和吴上英将这些情况如实地向周恩来作了汇报。
7月18日,毛泽东同意签发了“中央军委要求某军区派部队支援核动力试验场基本建设”的电报。
此后不久,一支支援我国核动力基地建设的解放军,就开到了远在我国西南山区的建设基地。从此以后,核动力基地便开始了大规模的厂房、场区、生活设施的建设,原子反应堆工程的建设也驶上了快车道。
10月份,另一支支援核动力建设的大军,在解放军抵达后,也开进了这片峡谷。他们是核动力研究所的工程师们及全所职工家属。
这列由绿色客车车厢和闷罐车厢组成的专列,从北京西直门一直驶进了这里的大山沟,驶进了科学研究的前沿阵地。他们一跳下车,就汇入了工地上如火如茶的工程大军。
不久,核动力装置大厅就进入了设备安装阶段,在所有的科研人员和基建工人的共同努力下,他们仅用了半年时间就将近万台件的设备、管道、电缆全部安装到位了。
就这样,经过一年多时间的抢建,核动力研究所的物理室、热工水力室、化学室、腐蚀材料室、结构力学室、自动控制、仪表室等等,10多个实验室也相继建成,并陆续投入了实验运行。
1970年4月28日,核潜艇陆上模式反应堆土建、安装工程全部完成。
5月1日,核动力陆上模式堆开始试车。
6月29日2时,也是我国核动力装置首次冷态临界之时。
7月18日,中央决定:由我国自行研究设计安装的第一座核潜艇陆上模式堆,于18时正式做升压升温试验。
为了这次历史性的启堆,中央核潜艇工程领导小组决定,由工地军管会、工地建设指挥部、核动力研究所主要负责人王汉亭、何谦、张志信、张远征、朱勤、彭士禄、周圣洋等7人组成试验领导小组。
同时决定:由核动力研究所的彭士禄、赵仁凯、傅德藩和各研究室的主任、副主任在启堆阶段担任试验总指挥并轮流值班,以便及时研究处理试验中的技术问题。
还是为了这次历史性的启堆,12天前,即7月6日,远在北京的肖劲光,在海军第一招待所主持召开了工程领导小组会议,听取了彭士禄和陈右铭关于模式堆建设、设备安装调试、试验计划、质量问题、安全措施等情况的汇报。
国防科委副主任罗舜初、国防工办副主任李如洪、二机部副部长李觉、七机部副部长钱学森、海军副司令周希汉也参加了会议。
肖劲光代表领导小组和海军官兵向陆上模式堆建设的全体人员表示敬意,并指示:
要严密组织、精心指挥。严格执行岗位责任制,防止发生事故。
会后,与会者将讨论稿上报给了中央军委、中央专委,并请示周恩来批示。
7月18日9时,周恩来听取了彭士禄、赵仁凯的汇报后,作了认真的考虑,指示他们说:
现在可以预定在7月18日晚18时提升功率,但不要赶任务,一定要保证安全可靠,万无一失。要以搞好为准,准备不好就不一定非在7月18日晚18时启堆提升功率不可。
我早晨起来问了问天气预报,11时以后天气才好,我已经要求有关同志,派我的专机送你们回试验基地。告诉军区在机场准备好午饭,下飞机再吃午饭。
指挥要高度集中,要有“三性”,各自坚守岗位,事故处理的次序、步骤都要准备好。要充分准备,一丝不苟,万无一失,一次成功。
随后不久,周恩来的专机载着彭士禄和陈右铭等人返回了远在西南的试验基地。当天18时,在我国陆上模式堆的第一个试验基地的指挥室里,彭士禄一声令下:“开堆!”
反应堆的电闸合上了,随着时间一分一秒地流逝,反应堆的功率一点一滴地缓慢提升。主蒸汽轮操作员全神贯注紧盯着自各种复杂的仪表,紧张地记录着一个又一个跳动的试验参数。
就在这个时候,主蒸汽轮操作员向彭士禄说道:“彭总,有情况,脉冲管发现漏水!”
彭士禄立即命令道:“立即停堆检修!加强现场检查!”参试人员很快了就投入到仪表脉冲管修复中,几天后,陆上模式堆又开始了第二次启堆试验。
7月26日,核动力装置开始由自身的发电机供电。这是我国首次使用原子能发电。
就这样,原子反应堆这头“怪兽”,终于被我国科学工作者制服了。
核潜艇空调系统诞生
1965年5月,党中央批准核潜艇研制工程重新上马后不久,七院院长于笑虹任命高与棫为核潜艇的空调系统总负责人。主要针对舱室供氧和二氧化碳净化的再生药板进行研制。
年近半百的高与棫,是所里唯一的中年知识分子,也是空气再生方面的技术专家。
其他像丁洪云、周炳杰、王久权、钱广荣、李锡淇和庄惠竹,都是刚出校门的大学生。
高与棫知道,核潜艇的空调系统可不是常规潜艇的空调系统啊,两者不可同日而语。
高与棫曾听说,美国和苏联在这方面曾经耗费巨资都没完全解决问题。现在,我们依靠这些毛头小伙和年轻姑娘,能做出什么来呢?
高与棫没有拒绝,他决心试一试。于是,研制核潜艇生命保障系统的战斗,即在海底制造洁净空气的战斗打响了。
众所周知,核潜艇长期在水下游弋,除了食物和淡水外,最要紧的莫过于洁净的空气了。否则,核潜艇就是一堆没有生命力的废铁。
为此,必须研制出一套海底生命维持系统。其中,最重要的就是研制制造氧气、净化空气和分析监测空气成分、吸收二氧化碳等等一系列的仪器设备,即核潜艇的综合空调系统。
这一套生命维持系统,对于水下密闭的常规潜艇来说,已经是很难做到的了。而对于核潜艇来说,就更显得重要。因为,核潜艇潜海时间特别长,对空气的要求也就更高。
如果核潜艇的综合空调系统稍有缺陷、或者艇员对这些设备操作稍有不慎,就可能造成所有人员窒息或舱体爆炸。也正是因为对这套系统的安全性能要求极高,所以科研人员必须事先对它进行模拟的大型的综合性密闭舱试验。
高与棫从国外的相关资料中得知,核潜艇制氧系统是采用水电解的方案来实现的。
这套制氧设备由电解槽、整流器、碱液泵、控制箱、氢压缩机等组成,它的核心设备是高压单极式电槽。那么我国的制氧系统应该采用什么方案呢?
经过反复思考,高与棫和庄惠竹在吸收外国成功经验的基础上,立足国内,研究出了一套全新的技术方案。方案上报后,很快就得到了上级部门六机部、七院领导的批准。
于是,相关领导委派姚国健等人与高与棫一起攻关。并同意建造一个国内前所未有的、与核潜艇舱室同尺寸的密闭舱室,用以检验空调系统和艇员的生存能力。
不久,电解水制氧装置、二氧化碳吸收装置、有害气体分析仪器都制造出来了。大型密闭舱室也建成了。
随后,所长翟珍瑞亲自督战,带领大家进行了第一次密闭舱室的模拟实验。
参试人员奉命进舱的第12天,不知是谁第一个向舱外的翟珍瑞这样叫嚷:“不行不行!我快要憋死了!”。透过密闭舱室的玻璃窗,舱外的队员们发现丁洪云的嘴唇发紫,牙龈也出血了。
舱外的监测人员恍然大悟地说道:“肯定是中毒了!”翟珍瑞只好下令打开救生舱门救人。
舱内的队员们都出来了。只见他们一个个都脸色苍白,神情黯然,昏昏欲倒。
大家你看看我,我看看你,都不作声。所有的工程技术人员都神情凝重:他们坚持了10多天的第一次密闭舱试验宣告失败了。
后来,翟珍瑞他们终于查明了队员中毒的原因:原来是一个参试人员由于过分紧张和激动,在调试有害气体燃烧装置,使用汞柱测定装置系统阻力数据时,不小心将装在器皿中的汞液洒在了密闭舱室的地板上。
在受到汞液的污染的环境下,参试人员自然无法久待。失败的阴影笼罩在每个人的心头。试验还搞不搞?如果搞,怎么个搞法?这密闭舱室可靠不可靠?会不会有置人于死地的可能呢?
一连串的问号困扰着每一个参试人员的心。接下来发生的事情,更让所有参试人员的心都雪上加霜!
于是,继续攻关的重担就落到了丁洪云、周炳杰、王久权、钱广荣、李锡淇和庄惠竹这些年轻小伙子和女大学生身上。
随后,大家在所长翟珍瑞、政委陈建国、副所长吕彦平带领下,重新投入了艰苦卓绝的战斗。
当时,最要紧的任务是排除严重的汞污染。李锡模第一个挺身而出,冒着危险,手拿抹布,蹲在地板上,一下一下地抹着散落的水银。
在手够不着的地方,李锡模就把抹布绑在小棍上,伸到地沟缝里,把一颗颗银白色的小汞珠聚拢起来,然后清除掉。
丁洪云也是清除汞污染的功臣,他先在地板上撒上琉璜,然后又拿砂纸一遍又一遍地擦拭地板、墙壁和顶棚。即使是这样,他还不放心,又把镶在墙上的软木纸全部揭去,换上了新的。
就这样,大家采用高温蒸发、药物消除、剔除传温层,再高温蒸发的方法,反复清理舱内的每一个角落。
所有的人都忍受着头晕头痛、牙龈出血、食欲不振、血压下降等轻微汞中毒的折磨,一再坚持了4个月。
直到测试结果表明:密闭舱室内已经完全没有了汞污染的痕迹后,大家才长长地舒了一口气。
1970年4月20日,第二次密闭试验开始了。钱广荣带着研究所的10多名工程师、核潜艇的21名水兵,还有海军医学研究所的人员,共30多人进入了密封舱室。
首先进行的是常温试验,在确定所有的参试人员身体状况良好之后,程序很快进入高温试验,密闭舱的室温一下子升高到了45度。
参试人员中有来自南方的也有来自北方的。但谁都没有经受过这样高温高湿的环境的考验。再加上模拟核潜艇水下航行时的噪音,在这个狭小拥挤的舱室里,参试人员一个个都汗流挟背,心情烦闷。
伙房的大师傅送来了美味佳肴,通过送饭窗口一碗碗送进去,但是,所用的参试人员没有一个人想动手。没有能量补充,怎么能进行下去呢?
每到这时候,政委崔桂江便在舱室外命令参试的水兵们:
你们要把吃饭当作战斗任务来完成!
钱广荣也在里面动员他的部下:
为了耐久,不吃不行!不吃就出去!
于是水兵们、工程师们拿出平日狼吞虎咽的劲头艰难地往自己的胃里硬塞了许多海参、猪肝、米饭和馒头。
就这样,日子一天天地过去了。
接下来,需要考核舱室密闭环境对人体生理机能的影响。这项试验是由海军医学科学研究所配合实施的,观察对象是8名水兵。
谁知道在一次体格检查中,一个水兵身体不适。临时找战士替换已经来不及了,必须立即找一个工程师顶替上。
李锡琪说:“让我来顶替他吧。”
医学科学研究所的现场负责人告诉他:“这样的试验只有17或18岁的小战士才能挺得过来。因为,在做负荷试验时,要求参试人员在3分钟内,在方凳上蹦跳200次……
李锡琪一拍胸脯说:“我行,我身体棒,战士能顶得住,我也能坚持下来。”
结果,正像他保证的,李锡琪做到了。他不但要操作仪器设备,进行观察和记录,还要把自己当作观测对象,完成许多生理项目的测试。每天,他在凳子上跳上跳下后,再由生理检验人员进行抽血化验。
试验的第一周总算挺过去了。接着又是1天、2天、3天,每一天,所有的科研人员都要对空气质量进行化学分析、对舱室设备进行跟踪调试、对参试人员进行生理测试,如此周而复始,一天也没间断。
舱室里,参试人员隔绝与世的生活是刻板而枯燥的。所幸的是,他们还能通过电话同室外的指挥员交换意见和心理感受,这样总算化解了他们的不少压力。
当试验进行到15天的时候,参试人员普遍出现了疲劳反应,麻痹思想也有所滋生。因此,舱内不断传出不利的消息。
接受生理评估的小组成员孙占先每天要进行2次大负荷的运动,每次要跳凳子500下,并随即抽血化验。因而他的体力消耗极大,已渐渐地感到支撑不住了。
更令人不安的是,有一次,在做有害气体燃烧装置试验时,一个橡胶垫意外起火,虽然被实验人员及时发现并作了妥善处理,没有酿成事故,但其他设施有没有隐患呢?能不能保证试验在最后一刻也能正常进行呢?
事情变得严峻起来了。因为,按计划要进行21天、500小时的密闭试验。能不能坚持到21天?要不要提前结束?这种不能坚持下去的原因,是心理因素引起的?还是仪器设备的缺陷引起的?
这一切,所有的测试人员都急于尽快弄个明白,以便做出相应的对策。
翟珍瑞脸上露出焦虑的神情,他忽然喊道:“丁洪云在哪里?!”
丁洪云闻讯赶来,他保证说:“仪器设备绝对可靠。”
政委崔桂江也插话说:“我们战士也没问题。不适应现象看来是由科研人员身体状况引起的。”
于是,翟珍瑞通过电话问钱广荣:“你们能不能坚持住?”
钱广荣回答说:“让我问问那些工程师吧。”
工程师们一下子都围到钱广荣身边,一齐喊:“下定决心,不怕牺牲。排除万难,争取更大的胜利!”
翟珍瑞问道:“也就是说,你们决心按原计划继续进行咯?”
钱广荣大声答道:“是的,我们一定坚持到500小时!”翟所长的心颤抖了一下,他感动地说:“好,就按原计划试验到底!”
就这样,到1970年5月10日为止,历时21天500小时的重大试验,终于完成了。这次试验的结论与第一次进行的密闭实验结果相符,这就为空调设备装艇铺平了道路。
500小时的密闭舱室试验表明:中国核潜艇的空调设备是可以信赖的,可以长时间在海底执勤,完成各项战斗使命。
研究成功惯性导航仪
早在1958年7月,我国核潜艇专用的惯性导航研制工作,就被提到议事日程上了。
当时哈尔滨军事工程学院导航教研室主任雷渊超,拿出一个惯导初步方案向核潜艇研究组长罗舜初作了汇报。
此后不久,罗舜初便责成七院院长于笑虹筹建惯性导航研究所。
1958年初冬,一处铁道小站上,停靠着一溜无头无尾的车厢。这些用长长的车厢,临时改作的研究室和住所,便是我国惯性导航研究所最初的模样。
当时,蒲锡文被任命为惯性导航研究所的第一任所长。
火车皮的研究生活是相当艰苦的。车皮里的吊铺,白天当办公桌用,夜里当床位睡。天气冷时,技术人员一边跺脚取暖一边翻译资料。
车皮里没有伙食厨房,大家就一日三餐步行去坐落在市区中山广场附近的水警招待所的食堂里去吃饭。
这样,一个来回就要走10公里路。但在这里工作的28位科研人员谁都没有一句怨言。
为此,所长蒲锡文深受感动,同时又感到自己肩上的责任重大。于是,蒲锡文暗下决心,一定要让所有的队员过上一个暖冬。
不久,通过蒲锡文与于笑虹的多次协商,终于让惯性导航研究所在市中心安了家。
有了立锥之地后,这仅仅是万里长征第一步。最困难的问题,还是缺乏相关领域的人才。
他们心里很明白,艇用导航设备的门类虽然很多,但是,大多数都属于普通导航仪器。而核潜艇专用的惯性导航系统在这个领域是最尖端的。
有一次张爱萍会上说过这样的话说:
如果没有惯性导航,就没有真正意义上的核潜艇。
而惯性导航研究所的所长蒲锡文理解是:
按照美国核潜艇的经验,如果说核动力是它的第一生命,那么惯性导航系统则是它的第二生命。
这并不是危言耸听。因为,惯性导航是不依赖于外部条件的自主导航系统,所以,它具有很好的隐蔽性和极高的精确度。
蒲锡文知道,只有惯性导航系统才是核动力潜艇和远洋测量船最理想的导航系统。而且,惯性导航更是导弹核潜艇的关键设备,它的导航精度直接决定着核潜艇的弹道导弹的打击效果。
据说,在中国,只有几个人涉猎过这个领域。而航天工业部搞火箭导航设备的总工程师陆元九教授,和哈尔滨军事工程学院导航教研室主任雷渊超就是其中的两位。
我们知道,七院是一个多学科的导航技术研究院。在建院的时候,它确定的主攻方向就是惯性导航、天文导航。而且,七院其他研究项目还有无线电导航、陀螺罗经、计程仪和舰船操纵自动化等。这么多项目再把它分成若干课题,确实任务很重。
而这当中,核潜艇用的惯性导航和天文导航又是重中之重,因为它确实属于前沿科技和尖端技术,又是核潜艇的必备导航设备。
加上当时,我国在这方面的技术力量非常薄弱,又没有参考资料,制造设备也不配套。用于制造产品的厂房也还在建设之中。
一切从零开始,蒲锡文的压力确实很大。
1960年,国家科委导航专业组的会议上又讨论了惯性导航的方案。
在这之后,海军政委苏振华还找清华大学校长谈了研制惯性导航系统的设想。并且清华大学章燕申教授等人和当时海军某所搞了一些研制前期工作,由于国内条件尚不成熟,搞惯导确实有困难,谁也没有搞上去。
所以,当蒲锡文被任命为惯性导航研究所第一任所长时,他意味深长地对七院院长于笑虹说道:
“我们都知道,导航设备领域的尖端学科是惯性导航。而惯性导航仪的核心部件是陀螺仪。为了保持平衡和稳定,陀螺必须不停地旋转。
“目前,我十分清楚我们面临的困难。但我决心做一只永远高速旋转着的‘陀螺’,带领全科人员集智攻关。”
然而,正当他这只“陀螺”高速地旋转起来不久,传来了核潜艇工程下马的消息。
1963年3月的一天,于笑虹把蒲锡文召到七院,很无奈地对他说:“老蒲,你看怎么办啊,工程就要下马了。我看,想保你的这个项目很难啊。”
蒲锡文一听,如同迎头被浇了一瓢凉水,心里头猛然紧缩了一下。随后,他镇静地央求于笑虹说:
“于院长,我想惯性导航这项工程迟早还要上马的。我们这只“陀螺”正在高速地旋转,大家精力充沛、劲头十足。我们如果在这个时候宣布惯性导航项目研究下马,年轻人肯定就会像泄了气的皮球似的。你可不能在大伙儿积极性最高的时候泼冷水啊!”
于笑虹认为蒲锡文讲的在理,会意地点点头同意了。事后,他也没提惯性导航下马两个字。
就这样,研究所科研人员的积极性一直没降温,为惯性导航研制的最终成功,赢得了宝贵的时间。
1965年3月20日,核潜艇工程宣布重新上马后,在有关专家的指导下,惯性导航的全体科研人员同心协力,马上就搞出了第一个预想方案。
1965年9月15日,七院为论证核潜艇惯性导航技术的方案,召开了一次很重要的专门会议。
刘华清主持召开了这次全国性的惯性导航技术研讨会。
国内著名的惯性导航技术方面的专家、教授、相关领导、工程技术人员,例如陆元九、林十愕、张仲俊、雷渊超、于笑虹、蒲锡文都参加了这次会议。
在会上,50多名专家、教授审查通过了研究所总体室提出的这个预想方。而且,陀螺仪被确定为重点攻关项目之一。
会上,刘华清说:
我国的核潜艇必须装上惯性导航系统!
随后,蒲锡文带领全所科研人员经过艰苦卓绝的奋斗,花光了本来不多的所有的钱,在较短的时间内,终于组装出来了一台模拟样机。
陀螺仪的模拟样机虽然研制出来了,但是,安装在惯性平台上调试的时候,却遭到了失败。第一只陀螺在通电旋转后不久,便发出了刺耳的叫声,结果被当场“卡死”了。接着,第二只、第三只也遭到了同样的命运。
一只陀螺价值几十万元。损坏一只,就相当于“一座楼没了”,看到这样的损失,工程师们无不心如刀绞。把这几只“夭折”的惯导设备伤心地叫做“卡死陀螺”。
就这样,清华、交大的控制专家被请来了,许多导航专家被请来了。开始时,大家都一筹莫展。因为谁也不知道这些陀螺仪之所以被卡死的真正原因。
于是,宁国栋、张宗洵、汪顺亭、李滋刚先后被调到研制第一线担任技术攻关指挥员。接下来,研究所组织了一次又一次的攻关大会战。
就这样,研制整个系统的每一个环节都被迫紧张地行动起来了。
攻关期间,马达组的工程技术人员和几位工人师傅一起日夜吃睡实验室或车间。炊事员师傅也不甘落后,每到午夜,他们都会准时地将做好的香甜可口的饭菜送到参加攻关的工程技术人员手中。
而各个实验室、计量室、仪表室的工程技术人员和工人师傅也随叫随到,他们经常挂在嘴边的一句话就是:“不管怎么说,决不能让加工件、试验件在我们的手中耽误一分钟。”
在实验中发现问题需要解决时,工程师们总是及时报告。而负责加工的陈士英、王玉铭等工人师傅就等在车床边上。图纸出来后,不管是白天还是深夜,他们都立即下料加工,毫无怨言。
我们看到,尽管大家目标非常一致的,但是,在技术攻关的方向上,工程师们的意见分歧还是很大。
这时候,李滋刚力排众议,提出把惯性导航仪的可靠性放在第一位,这是一个很有价值的见解。因为,在他担任系统总体设计师期间,就承担了惯性导航的总体设计工作。
而在这次具体的系统设计中,李滋刚又同各分机的技术负责人一起,应用现代设计理论和方法进行了独创性地设计,并首次实现了双重信息通路的工作方式。打破了国内外传统设计中只能输出一种导航信息的模式,大大地提高了惯性导航仪定位定向信息的可信度和可靠性。
在试验期间,研究所的设计师们还独创了一些办法,大大地延长了陀螺的寿命,并进一步提高了陀螺仪的功率。
失败,一次一次地接踵而至。
试验,一次一次地知难而上。
就这样,七〇七所的科研人员在李滋刚、汪顺亭、刘德钧、庄良杰的带领下,经过4年的努力,成功地采用了多项先进技术,使惯导系统精度、可靠性、可维持性和环境适应性等各个方面都取得了重大突破。
70年代初,李滋刚和战友们研制的第一套915—I型惯性导航设备问世,第一次全部满足了专家们制定的高精度的技术指标要求。
也正是这个具有重大意义的突破,使得该项产品已经接近国际同类产品的先进水平。
以中国科学院学部委员陆元九教授为首的鉴定委员会给予这个惯导系统高度的评价。
1971年,按照预定的计划,915—I型惯性导航设备装上了我国的核潜艇。但915—I型还存在一些需要解决的关键技术问题。
1974年后,国防科委、国防工办以及核潜艇和远洋测量船的工程领导小组,多次组织全国各类专家集智攻关,并由宁国栋、张宗洵主持,又研制出了915—IIA惯导系统。经过试验室考核和海上试验后,又对发现的问题进行了改进,这才研制出了915—IIB和915—IICZ这两种精确度更高的惯性导航系统。
70年代末期,915—IB、915—IC惯性导航设备先后装上远洋测量船和核潜艇。
声纳系统研制成功
1965年3月20日,核潜艇研制工程重新上马。之后不久,国防科委水声专业组在北京召开扩大会议。
参加会议的有:副总参谋长张爱萍、四机部部长王铮、海军副司令赵启明、六机部副部长、七院院长于笑虹等。
会上,张爱萍宣布:
我国仿制苏制潜艇声纳已经结束。我国要自行研制我们的声纳。
接着,张爱萍又向科研工作者传达了一个严峻的国际形势。那就是:自第二次世界大战以来,世界范围内的水声装备和技术发展已经取得了惊人的进步。
张爱萍还分析说:如果说,过去几个军事大国的海上优势,主要是依靠坚船利炮的话;那么,现代军事强国的海上优势,很大程度上就是因为装备了先进的水声设备和电子仪器。
会后,七院院长于笑虹奉命抓总核潜艇声纳技术的攻关。
1965年5月,于笑虹在武汉洪山宾馆主持召开了核潜艇声纳的技术攻关会议。
参加会议的有:武汉市水声研究所副所长王朋、及任汉章、宫先仪、邹明达、田荫龄、王燕麟、李善堂、李先等。
会上,年轻的研究员宫先仪发表了一篇《关于被动声纳》的论证报告。会议当天,一项项攻关课题就确定下来了。
会后,作为水声研究所负责人的王朋,立即将大家拟定的攻关课题,写成具体的方案报到六机部。不久,就得到了院长于笑虹和边疆同志的批准;
于笑虹在答复王朋的报告指示说:“为了核潜艇的声纳早日诞生,必须大搞水声科研,必须在面临海洋,背靠舰队的地方建设一个水声试验场。”
随后,于笑虹将水声科研的具体方案,上报到国防科工委,聂荣臻和刘华清看了非常高兴。刘华清说:
建设水声试验场,势在必行。
国务院办公厅以周恩来的名义,签发了“同意建设”的批文。周恩来还代表中央专委,发急电给某局和某军区,要求重视和支援这项工程。于笑虹随即指示有关部门要大力协助水声试验场的建设。
于是,我国第一个模拟水声工厂很快就建成了。随后,我国第一个海上水声试验场也正式投入开工建设。
就这样,我国自主研究核潜艇声纳技术的战役打响了。
那么,核潜艇声纳技术究竟是怎么一回事呢?通俗地说,核潜艇声纳就是核潜艇自身的“耳朵”,它的工作原理就像蝙蝠的耳朵一样,主要是通过搜集和反射声波来实现自我定位和目标识别的。
我们知道,由于核潜艇在水下航行时,水下环境完全是“漆黑”的。那么,核潜艇要进行水下目标的探测、定位、识别以及对水中兵器的引导和对抗,就完全需要依靠声纳系统来实现。
再比如,光和电磁波在空中可以说是“千里眼”,但是到了水里都成了“近视眼”。这是因为,光在海水中的穿透能力十分有限,即便是最强的激光束在海水中的穿透距离也很难达到50米。
而电磁波的情况就更糟了。由于水是电的良好导体,电磁波一旦进入海水中后,就很快以热量的形式消耗掉了;所以,在海水中它也不是核潜艇最佳的“耳朵”和“眼睛”。
相反,声波却能够在海水中“大显身手”。例如,一枚几公斤重的炸弹在深海爆炸,1万公里以外都能够搜到爆炸声波的信号。
据说,在某些发达国家,导弹、人造卫星是可以让人参观的,但舰船上的声纳设备却被严格保密。而且,出访的他国舰船也一律要把声纳拆下来后,才能放行。
可见,水下声纳系统正是当今核潜艇不可缺少的用于观测和获取信息的极其重要的装备。
那么,核潜艇的声纳系统是怎样工作的呢?也许,人们通常认为,辽阔的海域下面都是万籁俱寂的。而实际上,即使在海洋中最深最偏僻的地方也是异常嘈杂的。它无时无刻不像“寂静的”大森林在低吟。
因为,在海洋中,无论是海洋生物或海浪,总是在不停地运动。尽管大多数的声响,对于人类来说都是毫无用处的杂音。而一旦加入了人类的活动后,对一些声音的跟踪识别,就显得意义特别重大了。
进一步地说,在海域下面的这些声音,有的表现为有规律的周期变化,所以,是不断重复出现的。比如舰船螺旋桨转动是发出的声音等;有的则没有一定的规律性,比如如洋底板块运动的声音等,所以,就显得杂乱无章。
那么,如果科学家要想准确捕捉海底的声音,给它定位、定性,就需要有一个类似长管的仪器插在水中,用来搜集声音的信号。必要的时候,测量者自己的船还必须停下来,因为船自身发出的声音会对别处传来的声音产生干扰呀。
但是,要把核潜艇停下来可不行。它必须在深水中潜航时,不间断地完成对异己声音的捕捉。所以,核潜艇对声纳设备性能自然就提出了更高的要求。
1965年冬,我国决心搞自己的声纳研制时,一无相关的精良设备,二无相关的前沿资料,而且,中国的电子工业当时还非常落后,这几乎等于是白手起家,科研人员都心里都知道:难啊!
所幸的是,几个研究员都是刚跨出大学校门不久的年轻人。他们天生有着“初生牛犊不怕虎”的精神。
于是,27岁的宫先仪作为项目负责人,主持了我国第一代核潜艇声纳的研制工作。
当时,宫先仪和战友们的资料室是一间极简易的小屋。
有一段时间,图书管理员发现,有个不爱说话的“书呆子”,每天从早到晚默默地躲在里边看书。这个“书呆子”就是宫先仪。
有几次,沉醉在书海里的宫先仪忘记了回去吃晚饭,结果不小心就被锁在资料室里了。无奈之下,他只好饿着肚子在资料室里过夜。
为了能够集中精力投入紧张的研究工作当中,宫先仪把自己的家人留在了武汉,只身一人在湖北宜昌山区的水声试验场里,一关就是好几年。
其间几次出差去武汉,他连家都顾不上回。
在当时的声纳研制工作中,宫先仪和战友们大胆采用了国际上最新设计理念,成功地采取了低频大基阵和数模结合的相控多波束技术,有效地提高了声波的作用距离、测向精度方面的指标。并且实现了舰船在跟踪目标的同时,还能够快速而全向地完成搜索警戒敌方的战术要求。
几年以后,我国核潜艇的第一代声纳设备的雏形便研制成功了。
周恩来听说后非常高兴,他指示陈锡联代表他去湖北宜昌看望正在做水声试验的科技人员。
后来,肖劲光、刘华清、张爱萍,都对水声事业给予了高度的评价并寄予了深切的希望。
就这样,1970年,在我国第一艘核潜艇进行总体安装时,安上了由宫先仪和战友们设计的第一代核潜艇水下声纳系统。
成功试验超长波通讯
1958年6月29日,邓小平批准了聂荣臻呈报给党中央的《关于开展研制导弹原子潜艇的报告》后,核潜艇瞬间大功率快速通信系统的研制工作就被提上了议事日程。
1960年3月,经国防科工委批准,正式将核潜艇瞬间大功率快速通信系统立为专项工程,并成立了工程领导小组,其成员有陆建勋、徐明德、任汉章、沈宜春、慈云桂、王士光。
陆建勋则被任命为技术总体组的负责人。
为此,陆建勋和大家进行了不同距离的电波传播、工作频率的选择计算和场强计算,提出了主要设备的研制任务书和技术指标,写出了工程设计论证报告和所采用的技术方案。
1961年,有关部门先后召开了5次会议,通过了陆建勋的论证报告和技术方案,并确定了工程代号,并由国防科委批准列为重点工程。于是一场通信系统的尖端产品研究攻关战正式打响了。
我们要知道,核潜艇在大深度的海水下作长时间远航时,必须要有一套地面通讯指挥系统,和一套装在艇体内的对陆地进行通讯联络的接收系统。
通俗地说就是,陆上指挥部发出的指令,要能越过几千海里的空间距离,再穿过几十米乃至几百米厚度的海水,传到潜艇的接收装置。反之也一样,水中的潜艇要同陆上的指挥部联系,也要有一套瞬间大功率发射系统,这就个系统是核潜艇的超长波通信系统。
而常见的无线电通讯在这里显然不能够胜任。因为,经由核潜艇内部向外部传递的讯号,必须在瞬间之内完成,否则就有可能被敌方的反潜雷达捕获。而一旦敌方据此判断出我方潜艇的准确位置,那么后果将不堪设想。
众所周知,在第二次世界大战中,那些葬身鱼腹的德国潜艇,有相当大的一部分是由于在无线电通信中,被盟军的反潜雷达捕获后,而被击沉的。
同时,正是因为瞬间大功率快速通信系统,不仅仅只是核潜艇的眼睛,同时也是常规潜艇必不可少的装备。所以,早在我国第一支潜艇部队组建开始,肖劲光就着手了超长波电台的建设,并于1955年前后,建起了3个小型超长波电台。
然而,随着舰艇需要到更远距离执行训练任务几率的增多,原有的超长波电台已远远不能满足部队作战训练的需要了。
1957年秋,肖劲光在一次党委会上提出了“我国急需建设大功率超长波电台”的建议。后经党委会讨论,在确定了对大功率超长波电台立项建设后,肖劲光又对台址选择提出了3条原则,即:
不要离城市太远;也不要离城市太近;更不能占用大量的农田。
不久,肖劲光委婉地向苏联援华首席顾问阿夫古斯契诺维奇提出,希望苏联政府给予技术上的援助。
1958年1月6日,苏联海军上将普拉顿诺夫发给肖劲光一份函件,其中写道:
“苏联海军首长认为:最好组织两国海军对设在海参崴、青岛、宁波和西营各地的超长波电台共同建设、共同使用。”
很显然,苏方的这一提议:是想通过两国合作的形式,将中国已有的3个小型超长波电台,纳入其在远东的通讯网络中,以保证苏联海军在南太平洋中部海区有更大的战略优势。
经过我国国防部、海军与苏联大使及专家组等多次商洽,7月21日,彭德怀元帅复信苏联国防部长,重申了中国坚持自建超长波电台的原则和立场。
很显然,我国政府在坚持自建超长波电台的原则立场上态度明确而坚定。但以赫鲁晓夫为首的苏联政府仍然不甘心。
7月31日,赫鲁晓夫亲自率代表团秘密访华,抵达北京。
在随后的会谈中,两党领导人虽然例行地讨论了中苏两党两国的关系。但双方都很清楚,赫鲁晓夫此次来华真正的目的,是想与中方商讨关于共同建设大功率超长波电台的问题。
很显然,这次会谈是不愉快的,中苏双方最终也没有就合作建设大功率超长波电台的议题达成一致意见。不过,这次谈判也并非毫无成果。
8月3日,由中国国防部长彭德怀和苏联国防部长马利诺夫斯基,分别代表两国政府签署了“关于建设超长波电台和收信中心问题的协定”,即后来的“八三协定”。
同年11月,中苏两国又签订了关于苏方向我国提供设备器材、派遣专家的合同。
1960年春天,土建施工已破土动工,电台的零部件也开始陆续进口,电台的总体构想和框架图设计也在紧张地进行着。
土建施工所需的钢材、木料、水泥等各种建筑材料,源源不断地送上高原,运入工地。
总之,施工建设的各个环节都呈现出一派热火朝天的大好局面。但就在这时,形势突然发生了逆转。
1960年7月16日,苏联政府突然单方撕毁同我国签订的600多个援助合同。
1960年8月,来华协助建设超长波台的苏联专家组奉命回国。
苏方的这一做法,留给我国科技工作者的乱摊子是:大功率超长波电台的通讯工艺设计只进行了一半;土建工程也刚刚开始,许多关键性的设备没有到位。
事到如今,我们该怎么办?是就此下马还是接着干?负责电台建设的建委一时难下决断。
于是,负责电台建设的建委将这些情况如实地上报给了肖劲光,请他决定。
肖劲光会同周希汉进行了认真研究后,指示建委说:“事已至此,下一步怎么办,你们拿出意见。目前,首先要准备一下,向主管国防工程的罗瑞卿同志作一次全面的汇报。我的意见是:争取自己干!”
“究竟行不行?由你们来研究决定。等拿具体意见后,再上报给罗瑞卿同志由他来定夺。”
几天后,罗瑞卿拍板支持建委的意见:
自力更生、艰苦奋斗!靠我们中国人自己的智慧和双手,继续干下去!
于是,负责电台建设的建委彻底地清点了自己的家底:
当时,按照“八三协定”,长波电台所需的整套设备由苏方提供。但中苏关系破裂后,没运到的施工工地的设备,苏方停止了供货;已运到施工工地的设备,也存在严重质量问题,根本无法使用。
建委将清点的结果随后向肖劲光作了汇报。
接着,肖劲光将这些情况如实向周恩来作了汇报。周恩来当即作出指示:
“请邮电局、广播事业局、三机部等单位协助海军攻克难关,组织国内力量研制配套所需设备器材。”
国务院各部委所属工厂接到任务后,便集中技术骨干夜以继日地研制,提前把超长波电台所需的设备送到了施工现场。
另外有几种设备,由于技术含量很高,研制非常困难。而当时的电台建设需要量却很少,进行这些设备的研究和制造的相关工厂在接到任务,也都毫不犹豫地立即停下原定产品的生产,抽出最好的专家和技术人员,从事超长波台设备研制。
1958年初夏,就在核潜艇瞬间大功率快速通信系统的研制工作就被提上了议事日程后,一天下午,罗舜初突然通知陆建勋到他的办公室里来,然后,陆建勋就跟着罗舜初上了车,车子风驰电掣地向长安街方向驶去。
起初,陆建勋以为是到通信兵部去,但车子没有朝他想的方向行驶,而是转了一个弯,驶向中南海的新华门。他吃惊的问罗舜初说:“副司令,搞错了吧。”
“不,没有搞错。”罗舜初回答说,“周总理要向你了解一下有关核潜艇通讯方面的情况。你的汇报,关系着海军特有的通信指挥问题。也对我国的核潜艇通信工程何时上马起在着决定性的作用。”
陆建勋顿时感觉到自己肩上的责任重大。
将近13时,在西花厅周恩来的办公室,陆建勋向周恩来汇报了关于核潜艇通讯方面的国内外研究的进展情况。随后,周恩来的提问,引发了陆建勋对问题的思考。
周恩来问:为什么超长波才能穿透海水而超短波就不能?为什么超短波能穿透电离层而超长波又不能?
虽然,这个问题不可能用几句话就概括清楚,但是,即使那些学过无线电的人,也不一定都认真地考虑过这几个问题!
陆建勋还是尽量用所学的物理概念向周恩来作了一些阐述,周总理听得很专心,还不时地提出一些新的问题。大约过了30分钟,周恩来满意地站起来说:“好!我听懂了,谢谢你!
陆建勋和罗舜初向周恩来告辞的时候,周恩来又对陆建勋说:
“当前,你是负责这方面的研究专家,我相信,在你和你的同伴们的共同努力下,我国的核潜艇一定能够按原计划装上一套具有国际先进水平的远程通讯设备的。”
陆建勋连忙回答说:“我和研究所的同志们一定不会辜负总理的期望。”从此以后,陆建勋便立下雄心壮志,一定要研制出一套超过苏联的“阿库拉”的超长波通讯系统。
1960年3月,经国防科工委批准,正式将核潜艇瞬间大功率快速通信系统立为专项工程后,陆建勋被任命为技术总体组的负责人。
经过4年多的艰苦努力,陆建勋和他的战友们克服了重重困难,最终取得了成功。
1965年9月,我国核潜艇专用的瞬间大功率快速通信系统完成整机调试。
同年国庆节后,由我国自主研制的超长波电台开始对常规潜艇发送试验信号。
11月29日,在海军党委第三届二次全体会议上,肖劲光宣布了一个振奋人心的消息:
经过20多天对潜艇发送信号试验证明,超长波电台的各项技术指标均达到设计要求。由我国自行设计制造的大功率超长波发射台成功了!
总体组装建造完成
1968年4月8日毛泽东签发中央文件,决定抽调某军区炮兵团担负六机部渤海造船厂的基本建设任务。而文件中所说的“六机部渤海造船厂”,便是我国最初的核潜艇总体建造厂。
当时的六机部渤海造船厂址就在我国北方海疆的一个荒凉的半岛上。
早在50年代末期,在这个荒凉的半岛上,有一个苏联援华专家小组帮助建造的厂房。后来,由于中苏两国关系恶化,苏联撤走援华专家后,这里的基建工程便搁置下来了。
直到1968年4月,沈阳军区遵照军委指示,调遣一个炮团来支援工厂的基本建设,这里才真正热闹起来。
当时,原大连造船厂的副厂长侯君柱被任命为核潜艇总体建造厂主管生产和营建的副厂长。他带着他的造船队上任后,就挑起了初创核潜艇总体建造厂的重担。
侯君柱15岁就在大连造船厂当学徒工,后来在苏联援华专家身边跟着实习过多年。
所以他十分清楚,核潜艇建造工程是一个高科技的系统工程,决不是一个造船队所能够胜任的。
侯君柱也知道,要想在最短时间内建设一个可以生产核潜艇的现代化造船厂,就必须向大城市的高等院校要人才。
于是,侯君柱一方面向二机部的核反应堆专家彭士禄、赵仁凯、七院的所长夏桐、副总工程师黄旭华、尤子平、本厂的总工程师孙嘉良请教,了解什么是原子反应堆、什么是冷热临界值、什么是一回路、什么是二回路;什么是核潜艇的结构、导航、声纳、空调、武备系统;一面向上级机关请求“借、派、调”管理专家、造船专家、大学毕业生来渤海造船厂工作。
于是北京、上海、天津、武汉、沈阳、哈尔滨、大连等地的研究所的专家和高等院校大学毕业生,源源不断地汇集成一支浩浩荡荡的支援大军,开赴到核潜艇总体建造厂。
另外,还有2000多名转业退伍军人、3000多名青年工人也云集这里。
然而,对与各路支援大军来说,这里的工作和生活条件远远比他们到来之前想象得还要艰苦。
特别是那些大学生们,他们一到岛上,都觉得自己肯定是受骗了,这哪里是什么核潜艇总体建造厂啊!分明就是一个“草窝子”!到处都是荒草啊!
有人刚下火车时,还以为下错了车站。一出来,就提着网兜和铺盖惊讶地四处张望。眼前没有一条道路,全被野草和土墩子包围着。
而所谓得工厂既没有厂门,也没有围墙。能看到的只有一个锈迹斑斑的大跨钢架车间,一个废弃的配套楼,一个长满野草的船台,和一个好像被遗弃了的船坞。
而所谓的厂部就是一溜低矮的平房,工程师们的住房兼设计室就是一溜简陋的工棚。难道说,这些就是用来制造核潜艇的厂房吗?
接站的人告诉他们,没有错,这就是核潜艇总体建造厂。有的人当时哭了,想当逃兵。有的人却兴奋不已,因为,他觉得自己能够亲自参加建造核潜艇,这样的机会实在是太难得了。
就这样,最后谁也没走,都留了下来,开始了核潜艇总体建造厂的初创工作。
随后,粟裕又紧急命令原武昌造船厂副厂长王荣生担任核潜艇总体建造厂担任主管生产的副厂长。
于是,1968年5月,王荣生在渤海建造总厂主持了我国第一艘核潜艇的放样工作。
创业的艰难,可想而知。建造总厂初创阶段,正是寒冬腊月。赤棕色的高粱米饭、黄橙色的玉米饼子,又冷又硬。再加上清水豆腐白菜汤。而且,如果谁来的稍微晚一些,饭菜就会凉透了,但也还得硬着头皮吃下去。
其实,这些小苦,在王荣生他们看来,也算不了什么。工厂建设的进度才是让王荣生最操心的事。
第一件事是,大跨厂房的改造和投产。
当时,由于旧厂房屋顶上的几十吨吊车小了,必须把10多个旧吊车拆下来,换上新的大吊车。而要吊装那样的大型吊车,必须要用分段船体才能吊起来。
但是,旧厂房的屋顶离地面有几十米高。高空吊装作业必须要有特殊的拔杆设备作保护才行。这该怎么办呢?
王荣生一连几个晚上睡不着觉,想了很多办法也没有解决代替拔杆保护设备的问题。
有一天,他从施工队的工人那里了解到,有一个绰号叫“座山雕”,和一个绰号叫“海蜇皮”年轻工人,有丰富的起重吊装经验。
于是,王荣生把他们两个人找来商量解决办法。
王荣生又找到上海舰船学院毕业的纪工程师来,几个人共同设计出一套方案。“座山雕”和“海蜇皮”一看,都连声称赞。
事不宜迟,几个人马上动手,不到半个月就把代替拔杆保护的设备搞出来了。马上一试验,方法还挺成功。
就这样,不到半个月,就把10多台就旧吊车拆换下来了。
1968年11月,我国自行设计研制的第一艘核潜艇在渤海建造总厂正式开工建造。
我们知道,建造船体需要大量的钢板,可是当时钢板奇缺。缺货的情况让各船台分段制造船体的车间工人心急如焚。
王荣生了解到,钢板供不应求的原因是因为淘汰率太高。100张钢板中间,只有几十张是合格品。
据内部消息称,这种含稀有合金的高强度钢板,是用15吨对虾换1吨镍材,从国外某国进口的。但这些含稀有合金的原材料在冶炼轧成钢板后,瑕疵点远远超过了验收标准,军代表不敢签字验收。
怎么办?王荣生决定亲自出马。他带人跑到鞍山,一张一张查看。他认为:这些不能启运的钢板还有挽救的余地,虽然表面上麻点多了一点,但里面的成分合格。但是,军代表仍然不通过,不放行。
王荣中当时一下子就急了,他说:“不信就做不成成分分析!”成分分析的结果表明钢板的确符合要求。随后,王荣中就建议将麻点磨去后马上投入使用,但这家工厂的加工工艺却达不到相应的标准。
于是,王荣生又连夜赶到齐齐哈尔,因为他走得急,只穿了一件毛衣,偏巧又遇到了变天,天气十分寒冷。
当时,王荣生一下火车就冻病了。他带着病体跑到齐齐哈尔重型机器厂,把核潜艇总体建造厂急需这批钢板的缘由向工人师傅说了。
重型机器厂的工人师傅很感动,说对他;“交给我们干吧!我们保证磨去那些麻点。”
就这样,王荣生来回奔波半个月,这批钢板的正常供应才总算有了着落。消息传到核潜艇总体建造后,工人们都非常高兴。这样,才最终保住了工期。
几个月后,一列专车将全国各地“兄弟单位”制造的“礼物”送到总厂来了。有肋骨圈,有耐压壳体,有钢板圈,有导管;有巨型的、也有微型的;有方块的,有卷筒状的,也有锥体的。
王荣生当时风趣地说:“这是全国各地的‘兄弟单位’送来的‘新娘’,要入总装厂的‘洞房’,而我们的工人师傅就是一个个‘月老’。”
为此,总装厂成立了由军管会张峰、六机部郭文生、七院研究所蒲锡文为首的总指挥部,以分别组织实施艇体建造、设备安装和调验的战役。
谁都知道,要造船体,焊接是一个大难关。当时,建造核潜艇这样一条大船,又需要在很短的时间内大面积作业,那么,做大舱部位焊接的能工巧匠至少需要几百名同时施工。而厂里能干这种大活的只有十几个技术工人,能焊整体大缝的工匠就更加少了。
怎么办?王荣生对工人王秀清说:“由你负责搞培训!”王秀清于是把焊接实验室的检验人员组织起来,办了一个青年学徒培训班。
王秀清领来了40吨焊条,自己带一些大师傅做焊接示范,每天进行焊接练兵。他还请了两位工程师来做培训教官。学员入门了,先在民用驳船上继续练习,直到技术巩固后,才允许上艇实操,焊完后进行解剖检验,直到检验合格后,才发证让这些新人上岗。
40吨焊条用完了,一大批青年技术工人也出师了。虽然折腾了几个月,但王荣生用一个字评价道:“值!”
又是几个月过去了,眼看就要进入船体大合龙阶段了。原先全艇共11个分段,也就是说,船体有10个大接头需要焊接。于是,接下来王荣生需要解决的问题是:怎样将这11个庞然大物焊接在一起呢?
于是王荣生又请来了干部、专家、工人师傅开了个现场会,大家献计献策,终最形成了一个成熟的解决方案,那就是:
以一个主体分段为基准段,逐步将其他分段由两端向基准段靠拢合辙。就这样,耐压肋骨,耐压壳体,耐压隔壁,耐压液舱渐渐地被联成了一个整体。
为了战胜这10只拦路虎,参战的干部、专家、工人师傅吃住在船台,昼夜奋战在船台。在船体总合拢的决战时刻,场面十分壮观,几十支焊枪一齐燃烧,只见焊星飞溅,五彩缤纷。白天看,有如“电闪雷鸣”;夜间看,则是“火树银花”。
1970年4月,在所有的耐压壳体和筋骨的钢材均经过100%的超声波探伤和机械性能复检后,投料完成总体试水。之后,核潜艇开始了内部设备安装。
早在这之前,为了协调核潜艇总体设计与建造之间如何最效地衔接的问题,黄旭华、戴开柏、王荣生、侯君柱向核潜艇工程办公室主任陈右铭建议,制造一个1:1的核潜艇模型供总装技术人员作预先的演练。
当时,黄旭华陈右铭说:“因为在艇的耐压艇壳有限空间内,要布置数以万计的设备、仪表等附件,并通过管道、电缆把它们有机地结合起来,这是一门非常复杂而细致的工作,需要极其高超的创造艺术丰富的实践经验。”
黄旭华又说:“而我们工程师和广大技术人员所缺乏的恰恰就这个。所以,只有通过这个1:1的实体模型作预先的演练,最后再在实舰上一一对号入座上。这虽然是笨办法,但也是最保险的办法。看起来很费时费工费钱,但是‘磨刀不误砍柴工’呀。”
陈右铭当即表示尽快回复黄旭华他们的请求。
随后,陈右铭回到北京,立即向国防科工委以及海军领导作了汇报。很快,《同意建造1:1模型的通知》就下达了。这件事从酝酿到形成决策仅仅只用了15天。
就这样,8个月后,一个由普通金属和常规材料建造的核潜艇模型就耸立在人们面前。
这个由铁皮和木材搭建成的有着水滴形外壳的巨物就矗立在大跨厂房旁的配套楼上。
以后,技术工人们便可以在模型上研究讨论真艇上的设备的起吊、安装和电缆、管道的铺设了。
果然,1:1的核潜艇模型帮助技术工人解决了许多考虑不周的技术问题。
例如,原先设想的总体布置不合适的地方,也得到了及时地修正。而过去总体所、设备制造厂家和海军潜艇部队之间对一些技术问题争论不休的地方,现在到模型上一比划,意见很快统一了。
这样一来,领导心里有数了,拍起板来也更痛快了。而且,有了这个1:1的核潜艇模型,对王荣生他们编制施工计划、培训技工和艇员也大为有益。同时,对零件制造厂来说,也减少了配套零件的返工率,在事实上大大地缩短了建造周期。
有了核潜艇的模型,脑海里的蓝图更加清晰了,图纸上的数字变成了具体形象。
但是,随后又有一个异常重要的问题又冒了出来,搅得总体设计师们坐卧不安。
这里不得不提一个人,他叫许君烈,1958年毕业于上海交通大学。他曾经参加过常规潜艇国产化的设计,现在则从事核动力潜艇总体设计。
一天,许君烈正在核潜艇制造厂查看从某城市运送来的仪器设备,厂部通知他到工程指挥部。
许君烈推开门,就看见沈阳军区副司令张峰、研究所和工厂的负责人浦锡文、王荣生、宋文荣等人在看一份总体设计图,旁边放着一份通报。
许君烈接过通报一看,是关于“有些研究所和工厂设计研制的产品没有严格按照技术总体要求,存在着超重或超体积现象”的通报。
看完之后,许君烈顿时感到头皮发胀,双脚发虚。
因为,这个问题如果不及时发现和纠正,势必使造出来的核潜艇实物超常负重,最终可能导致核潜艇的稳定性能差,如果真的那样,后果将不堪设想。
因为许君烈心里明白,据说美国麻省理工学院造船系,在学生毕业典礼上,都要送给每个毕业生一个戒指,要求他们的毕业生时刻戴在手上以永志不忘。戒指上面赫赫然刻着I和V两个字母。
这两个字母中,I表示是惯性力矩,V则表示体积。这就是著名的船体稳定性公式,又名“不倒翁”公式。不夸张地说,谁不懂得这个公式,他就不不配做船舶设计和船舶建造。
“不倒翁”为什么不倒呢?就是因为它的体积和惯性力矩比例适当。换句话说,只要舰船的体积和惯性力矩比例适当,那么,船体就永远保持平衡状态。
反之,如果船体上的个别部件或大部分部件超过了设计重量或最佳体积,它们在安装到艇上后,舰艇的重心位置势必偏离平衡点,那么,艇体自然就无从保持稳定了。
世界上,由于稳性差的原因致使翻沉的事例,不计其数。比如,50年代初,我国由一批年轻的设计人员研制的一条小舰艇,由于设计人员没有把握好船体稳性原则,这艘小舰艇下水不久就翻沉了。这是也我国舰艇制造界众所周知的一个典型案例。
当时,张峰就问许君烈说:“情况就是这样的,那你的判断呢?”
许君烈回答说:“这样下去绝对不行!核潜艇下水时重量和浮力肯定不平衡。”
张峰又问许君烈道:“那你的意见是该怎么办?”
许君烈回答说:“从设计到制造,一件件复查!”
浦锡文、王荣生和宋文荣也都表了态,他们对许君烈说:
“经研究决定,由你和钱凌白、杨惠民负责这个事情。从图纸设计到成品、半成品,进行彻底地监督复查。”
于是,许君烈、钱凌白、杨惠民3位专家开始了“质量万里行”的大复查。他们为此跑遍全国,同时,还发动负责设计的人员到对口设备生产厂去,查原始记录,查设计蓝图,设法弄清楚每一台设备的重量和体积。
许君烈、钱凌白、杨惠民还做出一个硬性规定:所有的仪器设备上艇安装前,都必须逐一过秤和测量体积,并将称量结果逐一地记录在案;
而安装过程中从艇上拿下的边角余料、多余电缆等物也必须过秤扣除。艇上有专门过秤的工人把守,上艇下艇不允许漏掉任何一件物品的称量记录。
除此之外,许君烈他们还会同工厂的戴开柏和军代表,对艇体本身的重量重心开展了复查工作。在求得了许多精密数据后,又在艇上对各设备、管道、电缆等的摆法进行了调整和计算。他们在计算的时候,使用的都是日本、西德生产的计算尺,最后连中国最古老的算盘也派上了用场。
他们就是靠这样的一套笨办法,坚持了一年,竟然使核潜艇消肿几十吨重量,从而最大限度地保证了我国第一艘核潜艇的质量安全。
与此同时,船厂采取陆上准备与艇上安装平行交叉的方式展开舱室设备的安装。主机部分先进行了轴系预装,管路系统也预先制作了样管。而电气设备在安装前进行了设备和电缆配套,各种仪表也在实验室进行了预调。
1970年7月,我国第一艘鱼雷攻击型核潜艇,完成了总体建造任务。
就这样,1970年12月26日,中国第一艘鱼雷攻击型核潜艇胜利下水,开始进行舾装。