我为航天工作五十年 —— 航天工程师工匠精神在养成 穆元良 著 全球华人出版社
这是一个资质平平,因国家需要意外地进入国防科研系统 进行导弹和火箭研制,参加了我国早期包括导弹核武器试验在 内及大型运载火箭多项飞行试验的基层科技人员的故事。 如今我已是一位年近九十的耄耋老人。在航天系统工作已 五十余年。历经旧社会、新中国成立、建设等各个阶段。有幸 从南京到北京,从一名中等资质的小孩经过努力,提升成绩考 入清华大学,临近毕业时又遇到国家召唤,从清华大学民用专 业被抽调到从事导弹研制的国防科研单位,成为从事航天工程 的一名“螺丝钉”的故事。 本文作者由于长期在总体部从事一线工作,负责进行火箭 电气系统综合设计和测试发射的工作。有幸多次参加我国导弹 和运载火箭首飞和重要飞行试验,如我国自行研制的导弹 DF-2 和 DF-2A 发射,唯一一次 DF-2A 导弹核武器试验;第一发洲际 火箭首飞、第一次大型液体火箭发射未成紧急关机现场排故; 第一发 CZ-2 运载火箭发射尖兵侦察卫星、第一发洲际火箭地 下井发射、第一发神舟飞船运载火箭 CZ-2F 首飞及载人飞行、 CZ-3A 系列火箭研制和飞行试验 ----- 等。试验中有许多难忘的 经历和故事耐人寻味。其中以导弹核武器发射及洲际火箭发射 未成紧急关机排除故障事件最令人关注;某火箭飞行故障不幸 前 言 P R E F A C E
被自己言中及协助解决二炮战训弹发射故障的“燃眉之急”, 助推器分离试验等意义最为重大。 为了记录这段历史,本人将以自传体小说形式将故事表达。 航天是一项复杂的系统工程,需要各方面专家和匠人。总 体部不仅需要能通晓弹道、载荷、环境、气动、总体等专业的 总设计师,也需要能将这些总体构想实现的大量结构、动力、 控制等方面的分系统“专家”“工程师”和“匠人”。尤其是 对这种有着“一着不慎,满盘皆输”符合木桶定律的大型工程 更是如此。本文叙述了一个从专业不对口的民用专业人员,在 工作中边干边学,一步步从仅参与编写火箭测试发射细则,发 展到参与电气系统总体设计,秉承“工匠”精神从对电气系统“抓 总、协调”发展到对电气系统实施“抓总、协调、把关、牵引、 优化(一体化)”航天工程师的工作故事。 当然,本文故事中的也不全是经验,也有不如人意和“败 走麦城”的地方。如:初次执行任务就吃了“闭门羹”“一次 无奈的作假评审会”“新一代火箭统一供配电方案被‘否’”- ----- 等。这些都是成长和工作中的必然。 本文追求的是“真实”。当然,由于站在不同角度,对有 些问题看法可能不同。本文不当之处欢迎大家批评指正。 曾经看到高玉宝自传体小说片段“半夜鸡叫”的故事登上 了语文课本而受到欢迎。因此本文以一个个真实故事的方式串 联叙述,以方便读者可以根据需要优先阅读某些章节。 故事分为四个部分:“成长篇”“工作篇”“退休篇”“见 闻”。 “成长篇”讲述了一个学习成绩平平,被人起外号叫“穆 呆子”的孩子受到家长鼓励经过努力考上清华大学受到良好教
育的心路历程。该段成长的关键是“自信”“自律”和“坚持”。 “工作篇”讲 述了自己来到国防科研单位,依靠从小积累 的经验与独立思考钻研的习惯,从总体部从事技术含量不高的 编写导弹测试发射细则(操作规程)和参与飞行试验出发到承 担电气系统综合设计,在工作中逐步成长,解决工作中出现的 各种问题的故事。 “退休篇”讲述了自己在到达退休年龄后,出于兴趣和发 挥余热,接受原单位、外单位返聘及以自己的经验传、帮、带 帮助年轻人和将经验总结成书的故事。 “见闻”介绍了一些我和我的同事了解到的航天工程一些 重要的历史事件和故事。这些事件和故事值得大家借鉴。
第一辑 成长篇 童年趣事..............................................2 初到南京..............................................5 汪氏门中的艰苦创业....................................6 南京解放.............................................13 三弟的故事 ..........................................14 启蒙教育.............................................17 母子对垒.............................................18 好孩子都是“夸”出来的...............................19 “多做题”与“不问人”...............................20 从“要我学”到“我要学”。...........................23 《几何定理与证题》一书的启示.........................25 人生观、道德观、价值观...............................26 考取清华大学.........................................28 在清华的学习与生活...................................29 整风与反右...........................................31 为祖国健康工作五十年.................................33 第二辑 工作篇 初到国防部第五研究院一分院...........................36 学习苏制“1059”导弹,实现专业的“华丽”转身.........40 目 录
见识我军的三严作风和严格的军事训练...................42 初次执行任务,吃了个“闭门羹”.......................44 从“二道贩子”到火箭电气系统总体设计.................45 荣获“五好战士”和五七干校“先进学员”...............47 小试牛刀,重现某型号首飞飞行故障.....................49 初战告捷,分析 DF-2A 飞行断电故障.....................50 洗刷冤情,破解 DF-5 飞行试验控制系统断电之谜..........52 导弹核武器试验我进入了地下发控室.....................54 办公室来了个有志航天的女青年.........................59 指挥操作失误造成 DF-2A 发射失败.......................60 首发洲际导弹出厂测试我当上了现场指挥.................62 “火中取栗”,洲际导弹紧急关机后的现场排故...........64 首发尖兵返回式卫星发射折戟沉沙.......................69 参加 DF-5 首次地下井热发射............................71 聚沙成塔、积液成浆——我的航天学习之路...............73 成为航天系统接地问题“专家”.........................76 又成为绝缘电阻和漏电问题“专家”.....................78 成为总公司为两总举办的可靠性培训班教员...............80 “授人以鱼”,不如“授人以渔”.......................82 CZ-3 首飞基地现场测试扣了十二所奖金..................83 牵引安全自毁与动力测试发控系统研制...................85 亚洲一号发射中的囧事和总体测试发控系统研制...........87 荣获院“十佳良师”称号和其他.........................90 “长二捆”发射澳星的“坐地炮”事件...................92 孙家栋的风采:记 CZ-3A 首飞 12 所箭机与 771 所箭机之争 .95 参与 CZ-3B 首飞发射国际通信卫星 7A 出国协调............97
长征火箭发射最大的一次惨烈事故纪实...................99 某导弹飞行故障不幸被自己言中........................103 协助解决二炮战训弹发射故障的“燃眉之急”............105 “截胡”............................................108 厉建中敲了敲我的桌子................................109 王永志和“故障检测和逃逸救生”专家组................110 CZ-2F 首次载人飞行二级游机停摆故障 ..................113 发现了 CZ-2E 点火电路潜通路..........................115 培养年轻人..........................................118 参加总公司“故障归零五条标准”宣讲团................120 一次无奈的作假评审会................................124 低冲击分离爆炸螺栓获得的得与失 .....................126 可怕的潜通路事件....................................128 第三辑 退休篇 返聘一部六室——退休使我焕发了人生的第二春..........132 “浮地与接地”——像秋菊打官司那样为坚持正确意见呐喊 135 一次不很成功的飞行时序评审会........................140 返聘院研发中心......................................142 出书................................................144 第四辑 见闻篇 不能带着问题往下测试................................148 “时域”设计失误导致火箭飞行受损或失败..............149
“空域”设计失误,导致火箭发射失败..................150 环境设计不当导致火箭发射失败........................152 接口设计不当导致系统功能受损或发射失败..............153 最成功的部件和分系统研制............................154 由于飞行试验失利导致火箭最大一次分工改变............155 最具有悲壮色彩的型号研制............................156 由于研制质量不过关导致下马的型号....................157 耗费最大的关键技术突破..............................158 设计过程中的“严、细、慎、实”......................159 生产过程中的“严、细、慎、实”......................160 总装工作中的“严、细、慎、实”......................161 测试操作中的“严、细、慎、实”......................162 西昌卫星发射场技术区的一次最大安全事故..............163 新一代火箭首飞前一分钟的“等一等”事件..............164 我国航天史上的最大几次安全事故......................166 一次测试漏检导致氢氧发动机试车时爆炸................167 民营火箭彭某与康某的故事............................169 “弹漏了”,“火箭被撞了”..........................172 “一切通过总体”,“一切通过地面试验”..............174
第一辑 成长篇
我为航天工作五十年— 2 — 童年趣事 我的家乡在江苏常州一带。说起“一带”是因为自己出生 于 1938 年日寇大举侵华,百姓颠沛流离的逃难路上。父母亲都 是教师。母亲的家庭是商人。母亲汪玉修十七岁时因家道中落(外 祖父因抽大烟而败光家财)自己是老大被迫挑起两个家庭的重 担(自己娘家和新组成的家庭)。 从育婴堂保育员开始了一生 的从教生涯。 母亲在育婴堂当保育员
成长篇— 3 —第一辑 父亲穆英原是农民子弟。在一次十个取一个的考试中考中 能免费就读且提供食宿的江苏高等师范专科学校,毕业后他成 为了一名语文教师。成为通过读书改变命运的第一代农民子弟。 父亲在世时,从未提起过自己老家的情况。不知有无爷爷奶奶、 叔叔伯伯,也无任何来往。直到有一次偶然看见一张保存的旧 报上的一段有关父亲的离婚启示,才知道父亲有过一段包办婚 姻,离了婚与旧家庭脱离关系的历史。后来听说文化大革命中 父亲老家我的同父异母兄弟还来南京看望过我们。当时父亲早 已去世。 我小时候非常胆小。记得在常州居住时,邻家有只大公鸡 打鸣,每天早上大公鸡一叫我就会吓得一激灵。有一次下午午 睡醒来,一看大人不在,我就大哭起来。外婆赶来对我说:都 这么大了,还要找妈妈,真不害臊。于是我停止了啼哭,这件 事成为我童年时期的唯一记忆。胆小怕事的性格决定了我一生 虽无重大成果,但也无重大风险,行事谨慎。 小时候体弱多病,两岁时得过一次天花,在全家的呵护下 渡过难关,但一个不小心仍在鼻尖上留下痕迹 : 几个凹坑。与 二弟吵架时二弟便会骂我“九麻子”(鼻尖上有九个凹坑)。 三岁时我老发低烧,中医认为我脾胃弱,老叫我吃稀饭咸菜。 搬到南京后请西医一看。交代:赶紧吃米饭、肉、蛋、鱼等有 营养食品。后来,身体就慢慢好了。 抗战时沦陷区的人民印象最深的是吃饭问题。其时中国人 像猪、狗那样一盘散沙被日本人赶来赶去逃难而任人宰割。这 让人体会到没有国哪有家和活下去的不易。 抗战胜利后,父亲依靠关系在南京谋得一份教师职业而在 南京教书。紧接着在一次抽签中幸运地抽得南京中山东路逸仙
我为航天工作五十年— 4 — 全家福(自图中从左数依次为:三姨汪云倩、母亲汪玉修、二弟穆仲良、 外婆陆荷英、我、父亲穆英。图右二中无意中拍照时歪了一下脚的男 孩是我) 村(现中山东路逸仙桥旁)筒子楼的一间房,一家六口 ( 父母亲、 外婆、三兄弟 ) 这才陆续举家从常州搬迁南京挤在一间十四平 方米的房内。
成长篇— 5 —第一辑 初到南京 逸仙村坐落在南京最出名的一条马路中山东路逸仙桥旁。 从家门口就可看到马路上的动静。从常州搬到南京后,第一件 事就是搬个小板凳坐在门口看路过的车水马龙好几天。这样的 事成了我们家的“传统”。二弟、三弟后来初到南京,也一样 拿起小板凳坐在门口看汽车看个够。 解放前的底层人民挣扎在生存线上。文化生活贫乏,看电 影成为人们的“奢侈”享受。当时有一部由白杨、陶金主演的 电影“一江春水向东流”红遍江南。电影演出到在沦陷区一家 人围着没有多少米粒的大锅清水汤喝稀饭,身为母亲的妈妈因 饥饿而晕倒时,台上台下一片哭声。这种感人场面也许只有农 村的戏剧“白毛女”能与之媲美。 这部电影成为抗战“国统 区”“沦陷区”人民真实生活的写照。
我为航天工作五十年— 6 — 汪氏门中的艰苦创业 母亲汪玉修是原生家庭汪家和现婆家穆家的当家。掌握财 权和“外交”。父亲是农民子弟,为人忠厚老实,是个“书呆子”。 因毕业于高等师范专科学校(相当于今天的大专),在当时算 是高学历,在中学教书。外婆小脚,不识字,操持家务,带好 孩子。就这样,一家三代六口人互相帮衬着渡过解放前的难关。 抗战胜利后的南京城虽然也有许多灯红酒绿达官贵人的富 人区。但更多的是充斥着因战争、饥荒、失业而流落街头的贫 民和要饭的。因此吃饭是这座城市人民生活的第一需要。为了 维持一家六口人的生计,父母亲能做的只是拼命工作,过年过 节给领导送礼以保住饭碗。父母亲经常需批改作业和准备教案 到深夜。逢年过节为了获取下一年的聘书,还必须给校长和相 关领导送礼。有一年夏天,为了送礼,买了一条火腿挂到房梁 (一楼)上准备第二天送,不料半夜被小偷从窗外用竹竿勾走。 气得大家好几天闷闷不乐。最后决定:再买一条大的送人。自 己买一条小的犒赏自己来解气。 解放前,教师间为了争夺饭碗竞争十分激烈。解放前的教 师由两种人组成。一种人有背景,这部分教师不存在饭碗问题, 因此教书就是混饭吃。另一种人没有背景,需要凭本事吃饭。 学校领导要以此撑门面,获得好口碑。因此,在任何制度下都
成长篇— 7 —第一辑 需要有能力的人来服务社会给我留下深刻的印象。我的父母亲 在没有任何政治和社会背景,且没有参加任何反动党派的情况 下没有失业实属不易。正是在这种竞争环境下锻炼出的奋斗精 神使母亲从保育员、小学老师通过自学成了中学数学老师。解 放后教师的地位空前提高,人们不再为失业担心,但是父母亲 凭着在旧社会为维持生计养成的勤奋习惯,在工作中取得了很 好的成绩:1956 年母亲被评为江苏省优秀教师,为全家树立了 榜样并带出了舅父汪国梁(鞍山市劳动模范),三姨汪云倩(芜 湖市优秀教师),加上解放前参加革命的二姨汪燕 ( 新四军 三八式干部),汪氏门中一门四杰。父母亲的言传身教影响了 我们的一生。母亲一生的勤奋工作虽然给她带来了荣誉也给她 带来了伤害,以至于临近退休时患了多种心肺系统疾病,如; 肺气肿、冠心病等,好在有公费医疗等手段使母亲身体逐渐康复, 一直活到 95 岁。 我们家父亲学历高,工资多是家庭的顶梁柱。父亲的最大 特点是“忠厚”“老实”“可靠”。由于母亲善于言辞,家庭 的一切开销和对外事务都由母亲做主。因母亲有工作,因此家 务劳动大部分落到外婆身上。外婆脚缠小脚。每天从早忙到晚 一日三餐伺候全家并把我们弟兄三个带大。家里有时也有“意 见不一”,偶尔也曾看到外婆“暗自垂泪”。但从未见到他们 吵架。 外婆住在我们家,一家三代挤住一起。舅父和姨妈遇难时 也常将我家作为“落脚点”临时避难。解放后三年困难时期, 住在芜湖的姨妈常以鱼米之乡的有利条件向我们提供一些副食, 我们又向更困难的鞍山舅父进行过接济。就这样“汪”“穆” 两家人互相“抱团取暖”,互相搀扶着熬过这旧时的“冬天”。
我为航天工作五十年— 8 — 从旧社会战争、贫困、失业 ---- 环境过来的人养成了勤俭 节约的习惯:信封总是要翻过来用;手纸是用旧报纸裁切而成; 衣服总要穿到不能补为止 ----。以至于在改革开放生活水平有 了很大提高,母亲生活不能自理,请了一个保姆照料时,保姆 嫌我们家吃得清淡,过于“抠门”而不愿再干了。在母亲的影 响下,我们兄弟三人都养成了勤俭节约的习惯。 解放前,南京城内充斥着大量城市贫民和要饭的。饥饿成 了南京市民的记忆。母亲一句话:“你们不好好学习将来只有 要饭”成为我们学习最大的动力。同样,母亲汪氏门中出现一 门四杰固然有文化、历史、传统等因素,但更重要的是社会生 存竞争环境压力所致。正所谓“时势造英雄”。由汪氏一门四 杰的故事可见一斑: 二姨汪燕为家庭贫困所迫辍学,早早进了纱厂打工。后 跟随男友黄则民投奔新四军参加了革命。成为新中国成立时的 “三八式”干部。解放后成为广州某港务局书记。 三姨汪云倩是汪氏门中最漂亮的一个。爱打扮。成年后无 所事事,嫁给了国民党军官曹永春,成了家庭妇女。解放后与 曹离婚,生活无着,遂根据母亲建议捡起书本做了芜湖市小学 教师。后在火车上遇到小她好多岁的芜湖市食品公司采购员戴 敦惠,戴穷追不舍终成正果。戴在三年困难时期利用芜湖是鱼 米之乡的条件帮助我们家解决了不少副食品问题,我们全家都 很感谢他。汪云倩后来也因教学成绩突出,获得了芜湖市优秀 教师称号。走上了母亲走过的路。 四舅的经历很为传奇:年轻时人很聪明,字写得好。初中 高中各只读两年。没有钱上大学只好在社会上胡混。解放前几 年国民党南京东区警察局招考文书,因写得一手好字和文笔不
成长篇— 9 —第一辑 错而被录取。总算有了饭碗。“近朱者赤近墨者黑”。在警察 局混了一阵子后得了肺结核。这时解放战争三大战役结束,南 京政府惶惶不可终日。一天风闻解放军打过来了。一辆载着警 察的大卡车在家门口停下,舅父从车上跳下,匆忙中拿了些东 西和大家道别跳上车走了。 过了一段时间,正当大家在担心舅父的安危时,舅父却意 外地回了家。原来他们跑出去没有多远就被解放军(粟裕的部 队)追上,乖乖地当了俘虏。后来解放军看到他们是一帮伪警 察就把他们放了,这才回了家。回家后第一件事是治疗肺结核。 这在当时是难以治疗且传染性强的疾病。就在一边养病一边找 工作寻找出路之际,国家开始大规模建设并培养人才,高校开 始招人并提供助学金。舅父通过考试被录取为唐山铁道学院(后 院系调整相关专业并入北京钢铁学院)。有一段时间因与清华 大学钢铁专业合并又住到清华园。这才了解清华大学并动员我 后来报考清华大学。舅父因肺结核只好通过冒名顶替请人体检 方法进入学校。在校期间一边学习一边偷偷服药治疗居然通过 考试同时治好了病。又因为政治审查未通过不能参加实习而留 校,留校期间有时间旁听外专业相关课程,为扩大知识面参加 工作后拓展业务能力打下基础。也可算是“坏事变好事”。 舅父情商很高,人缘很好。参加工作后,工作能力强且能 与工人打成一片,深受工人爱戴。他的伪警察历史通过了多次 政治审查。不久还被评为鞍山市劳模并入了党(这是汪、穆两 家除解放前投奔新四军的二姨汪燕外的唯一党员),受到公司 重用。正所谓“旧社会把人变成鬼,新社会把鬼变成人”可惜 后来因身体原因而退休了,未能为国家作出更大贡献。 舅父毕业后被分配到鞍钢。鞍钢地处东北,饮食多为杂粮。
我为航天工作五十年 — 10 — 这对南方出身的舅舅很不习惯。这些舅父都坚持下来了。因为 舅父只身在东北,没有亲戚朋友。因此婚姻就耽搁下来了。后 来在朋友介绍下与一位回族大龄女子相识并成婚。成为回民之 家的女婿,外婆知道后,对女方年龄偏大颇有微词(当时说女 方大三、四岁。后来若干年后了解大了一轮),但也无可奈何 。后来听说舅妈怀孕过一次,但流产了。以后再也没有怀过孕 。 舅父很会哄孩子。舅父留给我最美好的记忆是:解放前住 南京逸仙村的时候。夏天吃过晚饭,洗过澡和仲弟在家门口乘 凉时听舅父绘声绘色地讲武侠故事:“老镖师走最后一趟镖, 遇到一个来寻仇的和尚,两人交手后和尚一拳打来,老镖师感 舅妈在办公室工作,写得一手好字。舅父虽然回民人家,一 切要尊重回民习惯。好在舅妈对舅父悉心照顾,一家人相处融 洽。 因为没有孩子,舅妈就从其妹处过继一个女儿。女儿长大 后找了个女婿。又生了一个女儿即舅父的外孙女南南。这样 ,一个“东拼西凑”血缘关系并不紧密的家庭就诞生了。大 家相互帮衬着走过历史的风风雨雨。我退休后一次有机会去鞍 山,拜访了这个远离南方独自在北方依靠着微薄退休金艰难生 活的舅舅,看到舅父一家三代挤在上个世纪九十年代盖的房子 里,用着破旧的家具,面对一大沓表甥女南南学习奖状和全国 数学竞赛二等奖颇感心酸。面对为了能供她上大学,妹妹 妹夫不得已卖掉自己家仅存的一处房产时,感到自己来晚了 ,应该早一些拜访舅舅并施以援手,好在外孙女已长大成人很 能干,毕业后单枪匹马的到北京创业成功,心里稍有安慰。 到不好,抵挡不住贴着一棵大树往上一窜,然后向下一坐,把
成长篇— 11 —第一辑 和尚手臂砸断 ------,且听下回分解”。 父亲属于从农民经过努力成为知识分子的第一代。留给我 们的是老实肯干的传统。母亲汪家则不同,汪家曾经是一个成 功的商人家庭。虽然经过外祖父抽大烟而败家的过程,但几代 人创业成功的家庭文化积淀还在,深深影响着后代。 本文中的穆家虽然没有像汪家那样的精彩历史。但其父亲 穆英通过激烈竞争考取江苏高等师范学校成为知识改变命运的 第一代农民子弟。还有通过努力进入清华大学,并在毕业后从 事航天工作五十年的我,以及战胜病魔坚持完成南京大学学业 的外甥,也算是“小有成就”。 汪家和穆家的事例表明:文化和文明的传承对一个国家或 一个家庭是多么重要。他是一个家庭、一个民族乃至一个国家 生生不息克服困难不断前进的内在动力。 一群在旧社会残酷竞争下生存的,到了新社会如果具有同 样劳动热情的人将具有“劳动模范”的潜质。 汪家均长寿。除外婆在上世纪 80 年代因南京酷热,无法降 温而得肺炎,八十八岁去世外,姐弟四人均活到九十多岁。
我为航天工作五十年— 12 — 我的母亲汪玉修
成长篇— 13 —第一辑 南京解放 抗战胜利后南京重新成为国民党首都,灯红酒绿好不热闹。 期间还经历过伪国大总统选举,南京城大街小巷扩音器里“孙科、 李宗仁”,“李宗仁、孙科”的唱票声不绝于耳。徐蚌会战(淮 海战役)开始后,连续几星期里明故宫机场飞机轰鸣声不断。 运输机在给国民党军队空投各种物资也没能挽救国民党政权覆 灭的命运。淮海战役一结束,南京城内慌作一团,国民党政府 及军队纷纷南逃。不久,风闻解放军大军过江了,城内军警消失, 南京城一夜间成了“真空地带”,市民都盼望解放军赶快到来。 我后来的家搬到中山东路新街口附近,与位于长江路上的 伪总统府仅隔一条街,相距一里地。解放军入南京城的前一天 晚上,城东南大校场(一说是明故宫机场)上枪炮声大作,火 光照亮了半边天(听说是蒋军在炸毁弹药库)。好在城内市民 区秩序良好未发生抢掠和伤人事件。 第二天,听说解放军要来,人们涌向了伪总统府门口两旁 好奇地等待解放军,我也夹杂其中翘首以盼。不久,一队穿黄 军装的解放军扛着步枪、机枪走向总统府门口,人们好奇地默 默地注视着这支曾被称为“共匪”的队伍从总统府门口鱼贯而 入进入总统府。人群中既没有人欢迎,也没有人反对。给我印 象最深的是这群战士一个个脸晒得黑黑红红的,看来营养和精 神状态都不错。
我为航天工作五十年— 14 — 三弟的故事 母亲生我们弟兄三个:穆元良、穆仲良、穆季良。三年一个。 没有姐妹。 二弟穆仲良高考成绩不佳,只考上新海连工专(现已改为 大学)。毕业后被分配到南京郊县溧水农机厂。文革后母亲落 实政策将二弟举家四口搬回南京,通过广州二姨关系落户到南 京大学工作,从此过上较好的日子。 母亲生老三时,因工作繁重和奶水不足而导致三弟营养不 良、体弱多病。因肺病休学三年后才上小学,高中毕业赶上文 化大革命下乡插队,吃了不少苦。母亲常说:老三受苦了。三 弟在农村受苦成了全家人的心病。我们全家都想帮助他。 三弟在农村插队几年后年龄大了,需要成家。这时经人介 绍认识了一位当地农村姑娘,妇女队长。人长得漂亮,又很能干。 家里只有一个母亲需要赡养(还有一个大女儿已远嫁他乡)。 即是作上门女婿,三弟一看非常中意。姑娘一看,三弟长得又 黑又瘦,人太老实,又不会农活。婚后里里外外活还不得全靠 自己,就老大不愿意。好在苏南农村有文化底蕴,对有文化的 知识分子比较尊重。看到家庭背景是老师。在姑娘表姐力挺下 才同意了这门亲事。于是,三弟成了农村姑娘家的“上门女婿”。 后来,有机会参加一个教师培训班,成了一名农村教师
成长篇— 15 —第一辑 婚后,生活虽然清贫,但日子过得还算恩爱。到“四人帮” 倒台,按政策规定,南京城母亲独居,三弟可以回京。但除三 弟外还有三弟媳、三弟儿子,三弟媳母亲需要解决户口及生计 问题。特别是三弟媳母亲户口问题几乎不可能解决。在此情况下, 三弟作出了选择:和三弟媳一家留在农村同甘共苦。这也算是 对三弟媳一家当初选择他的回报。后来这个回南京名额由二弟 一家继承。通过关系进了南京大学仪器厂和财务科。母亲终于 得享晚年。 三弟家生了一个儿子。也许是三弟媳“基因”的强大。儿 子生性聪慧,上学后学习成绩一直在班上名列前茅,在当地小 有名气。虽然江苏省高考竞争激烈,但仍然考上了 985 名校南 京大学信息工程专业。但命运多舛,三弟在新生入学体检查出 患有丙肝而保留学籍、休学一年。这个消息对这个家庭来说无 疑是晴天霹雳。为此,我还利用出差机会专程去三弟家看望侄 子表示慰问,鼓励他来年再上。此时已在南大工作扎根的二弟 一家也千方百计地打听门路给三弟儿子治病。其时丙肝尚无治 疗特效药,转氨酶一直忽高忽低。后来从另一个病友处了解到 有一种药可以在一段时间内控制转氨酶正常。通过这样的方式, “混进了”南大,在南大期间一边学习一边偷偷治病,终于通 过了学业。成为汪、穆两家中又一个因身体原因通过“作弊” 完成学业的弟子。 南大毕业后,侄儿分配到家乡宜兴电信局。由于人长得漂亮, 又有知识和稳定的工作,追求者不乏其人。但多数因侄儿有丙 肝而止步。最后电信局一个姑娘不嫌弃他有病而与他喜结连理。 后来在一次武汉的因公出差中,在一条小巷中访得一位老中医 开了一些药,服药后居然就好了。至此,困扰着三弟家多年的
我为航天工作五十年— 16 — 侄儿丙肝病终于神奇地被治好。后来,侄儿还献了血。事后校 方承认:由于卫生条件不好,在有次注射防疫针的过程中侄儿 因打针而染病,还有几名同学也染上了丙肝病毒。 三弟家位于苏南经济较发达地区。政府牵头实行农村改造 计划。在村支书领导下,在原旧村旁边建立起一座座有上下水, 通电和网络的五层钢筋水泥砖瓦结构房。自此,三弟家过上了 城镇化生活,我也曾和二弟过去小住,享受兄弟之间的亲情。 汪、穆两家各出一个在关键时刻得了“绝症”病人:舅父 汪国樑得了“肺结核”和侄儿穆嵘得了“丙肝”。这在当时都 是不治之症。对他们二人都是毁灭性的打击。但他二人通过对 命运的抗争,艰苦奋斗完成了大学学历,治好了病,在生活、 家庭、事业上取得成功实是奇迹。 我有幸生长在一个和睦、奋进的家庭,在逆境中父亲、母亲、 舅舅、侄儿等曾都不为命运所屈服,努力抗争取得了成功并为 我们作出了榜样。
成长篇— 17 —第一辑 启蒙教育 因为父母亲都是教师,教师对子女的教育特别重视。在入 小学前,父母亲就教我们认字:学“三字经”“百家姓”“千字文”“神 童诗”等并练习毛笔字。人们常说:严父慈母。我们家是“严 父严母”,更害怕母亲。也许这是严酷环境下必然结果。有一 次被母亲体罚后,我咬牙切齿地想道:长大后要如何如何报复 母亲,哪晓得母亲的良苦用心。 当时学校有个不成文的规定:老师的孩子上学可以不交学 费。当时,弟弟已出世。外婆无力同时照看两个孩子,于是我 在四岁时便跟随母亲去了学校(后由于生病休学一年,相当于 五岁入学),好在有母亲罩着,也没有人欺负我。由于父母对 我的严加管教,使我心里从未玩“野”过。成绩一直保持在中 上水平。 转折点发生在初二那年。由于一件事情的发生,使我从被 动学习变为主动学习。 母亲一生生育我们兄弟三个。由于精力有限,在三弟出世后, 母亲再也没有能力像对我那样对二弟、三弟那样倾注那样多精 力,因此二弟学习成绩平平,高中毕业后只考上了大专,而三 弟则遇上文化大革命下农村劳动、成家。成为母亲为其前途担 忧的心病。
我为航天工作五十年— 18 — 母子对垒 在学校上课时与母亲对簿课堂是什么滋味?母亲会为照顾 自己儿子的颜面而对儿子“放一马”吗?“错”!一次轮到上 母亲的课,我思想开了小差。被母亲看出,母亲提了一个问题, 叫我站起来回答。由于思想走了神没有听到母亲说什么,问题 自然是回答不出的,闹了个大红脸。在全班同学众目睽睽之下, 被母亲训了一顿。自此以后,我上母亲课时必须打起十二分精 神听课。母亲在教育儿子的方法上做了正确的选择。母亲上课 时课堂纪律比较好,能严格要求。谁要是上课时思想开小差她 一眼就能看出。这也许是母亲教学成绩好的原因之一。像苏联 电影中的“乡村女教师”那样,多年后母亲退了休,我在家时 还可以看到有学生远道而来探望母亲,可见同学们对母亲的感 情之深。 我国犯罪心理学家李玫瑾说:六岁之前必须给孩子立规矩。 家长不能因孩子的哭闹而退让。母亲正是遵循这条规律严格要 求自己的学生和孩子取得了成绩。 母亲对我的严格要求影响了我的一生。使我在长大之后在 学习和工作上取得一点成绩时充满了对母亲的感激之情。
成长篇— 19 —第一辑 好孩子都是“夸”出来的 因为上学早,我是班级同学中年龄最小的一个。又因为“老 实”“胆小”,不敢和别人吵架、打架,有时受小朋友作弄而 全然不知。我被小朋友起了个很伤自尊心的外号;“穆呆子”。 在小学期间,由于有语文家教的底子,所以学习成绩在 中上水平。初二的时候一次偶然的机会,期末考试总平均分数 77.1 分。因全班成绩普遍较差,居然得了第一名。 虽然成绩不算好(其他班第一名成绩九十多分),但得第 一名总是令人高兴的。父母亲奖励,邻居亲友们夸奖。我很享 受这种感觉,感到应该把这种势头保持下去。我开始暗自加劲; 上课安心听讲,课后认真作业,学习成绩有了些许进步。但是 理科的成绩进步不大,加上记性不好,我感到自己没有别人聪 明。这时候父母亲的一次对话给了我信心。一次我半夜在睡梦 中听见父母在议论我:这孩子额头很高(从发际线到眼睛距离), 将来一定聪明。这句本是无稽之谈的话却让我很受用,增加了 我能学好的信心。可见任何时候都不要打击特别是男孩子的自 信心。 当然,单靠强烈的愿望和理想并不能使自己成功。找到适 合自己的学习方法不断进步才能持之以恒。幸运的是自己经过 一段思索和实践后找到了适合自己的学习方法就是“笨鸟多飞”, 不断地练习与积累知识和经验。
我为航天工作五十年— 20 — “多做题”与“不问人” 父母亲对我的希望和“图腾”并不能使自己变得聪明起来。 自己开始思考如何才能提高考试成绩。在实践中发现有些题目 集中注意力加强检查就可以避免出错。有些原来不会做的题目 通过复习例题和课文多思考一下就可做出。一些较难的题通过 反复琢磨也可做出,而经过反复琢磨后,对掌握的知识会理解 得更深刻。于是我改变学习方法。 一是尽可能多做题,通过多做题牢固掌握所学到的知识并 拓展自己的解题思路。 二是不会做的题绝不问人,要独立思考。早也想想,晚也 想想,非要把它做出来。其结果是:中学阶段我数理方面习题 比老师要求的多做百分之三十到五十,许多不会做的题后来会 做了。考试成绩逐步上升。我体会到了“蚂蚁啃骨头”式的学 习方法可以将原来的难题变得容易的学习方法。在赞扬声中, 我由害怕考试转为喜欢考试(因为通过考试可以看到成绩提高, 收获“赞扬”)。 三是对所犯错误及学到的知识进行总结,将错题与难以掌 握的知识写在一个本子上不断复习与回忆。凭着这样的方法, 学习成绩不断提高,高三毕业时,各科总成绩平均分也达到 90 分以上,稳定在班级前三名。这种“每天进步一点点的”学习
成长篇— 21 —第一辑 方法一直延续到上清华大学,直至参加工作。在清华期间,我 的学习成绩从一年级的“四分多,五分少”进步到三年级“五 分多,四分少”。 与许多聪明孩子通过短期内刷题,努力学习,短时间就能 提高成绩考取名校不同。我资质平平,采取的是笨办法,经过 五年(初二到高三)才提高到进入名校水平。这种情况的优点是: 找到了适合自己的学习方法并养成了爱思考的习惯。使自己在 参加工作后能持之以恒,直到退休以后才感受到他的好处。 “多做题”已为大家所熟知对学习有帮助,但“不问人” 为什么重要?因为考试的时候或将来工作的时候无人可问。为 了突破理科中的较难习题,我在放学后第一件事就是立刻做题 (这样就腾出了对难题的思考时间),对不会的题早也想,晚 也想。看看例题再想想。这样可能出现解题的灵感。绝大多数 题都能在交作业前自己独立完成。这种自己“憋”自己,非要 自己作出的做法产生了思维方式上的进步,这种常将学习中遇 到的难题不断积累和思考的习惯,即所谓“钻研”精神能在今 后工作中常会产生有异于常人的独到见解,自己常因此而“窃 喜”。当钻研成为习惯,在工作中长期能坚持多动脑筋、积累 经验成为专家,即出现所谓“工匠”精神的基础。目前,有些 985、211 毕业的高材生在工作中出现“高分低能”的情况,是 因为在学习中只是大量做题、记住题型,在考试中也能取得高分, 但在实践中缺乏对问题进行独立思考及解决问题的能力。 为了挤出时间多做题,做到“笨鸟多飞”。 我利用星期天、 节假日挤时间做书中未做过的题(即使是已学过的内容)。例如: 每年学校春游规定九点集合,我在九点前已做了一小时题。过 年了,也最晚玩到十二点,只为了第二天一早能起床做题巩固
我为航天工作五十年— 22 — 所学到的知识。我摈弃打扑克、下象棋、聊天等这类需要耗费 许多时间的娱乐,只保留田径运动,打篮球等短时间能使大脑 休息身体放松的运动。这种“时间管理”“自律”的习惯一直 保持到大学。为了能挤出更多的时间做题,我把每天的生活安 排得尽量简单,于是家务劳动和个人卫生就“马虎”些了。总 之,一天的安排全是为了学习。这种,生活习惯一直带到大学, 直至参加工作。
成长篇— 23 —第一辑 从“要我学”到“我要学”。 学习是枯燥的,但通过不会到会是令人愉悦的。其愉悦会 使人成为习惯坚持下去不断进步。 有人以为我学习的提高主要得益于身为教师的父母亲辅导 和督促?这个观点有一定道理。但进入中学后,母亲仍在小学 教书,父亲擅长的是古文。两人没有时间也没有能力辅导教改 后的课程。他们对我最大的影响是:以身作则。创造一个良好 的学习环境和氛围。使我在一旦觉悟后能有一个自律的习惯和 找到适合自己的学习方法以提高成绩,从初二开始,父母就再 没有督促我学习。 我在“为人父母”后,曾经设想“复制”我的经验于自己 的孩子,但是失败了。虽然我也用我的方法在小学阶段逼迫孩 子多做题使小学毕业时大女儿取得了稳定班级前三名的成绩, 但在孩子初中进入重点中学住校后,成绩逐年下降,最后归于 平庸。究其原因一是社会环境影响:当时正处于改革初期:“搞 导弹的不如卖茶叶蛋的”,缺乏强劲的学习动力。二是没有找 到正确的学习方法和体会到学习的乐趣。缺乏自觉学习的自律 精神和内在动力,因此在缺乏大人的督促下学习放任自流。可 见从小培养学习兴趣和找到正确的学习方法是多么重要。 从“要我学”到“我要学”的转变不仅改变了我学习态度,
我为航天工作五十年— 24 — 也影响到了我的一生。使我在参加工作甚至退休之后也保持了 学习习惯。而“遇问题不问人”的钻研精神提高了自己独立思 考逻辑推理的能力和开阔思路的方法,遇问题爱多想一想的习 惯使自己常有独到的见解。 这使我在退休后还能愉快地接受各种返聘,学习新知识, 和年轻人讨论问题、参加评审甚至出书。 网上流传不少关于日本和西欧许多发达国家几十个人的小 作坊研制出世界级产品和精密零部件以及七八十岁仍在工作的 故事。这无一不是经过几代人努力而形成的“百年老店”。可 见为了成为制造业强国,吸引年轻人坚持一项工作,持之以恒, 不断推陈出新,将工作做到极致是多么重要。
成长篇— 25 —第一辑 《几何定理与证题》一书的启示 初二的时候,正当我在思考怎样才能使自己更“聪明”的 时候遇到了一门课:平面几何。这是一门十分有趣而又考验人 们智力的学科。同学们常以能否解答难题进行炫耀。我十分羡 慕那些能够解出难题的同学,他们是怎么想出来的?一次在大 街上溜达,看到书摊上有本薄薄的小册子《几何定理与证题》 就买回家一看。里面就是介绍用逻辑推理的方法如何解决几何 问题的方法。即类似于现在可靠性工程故障树的方法:列出所 有可能解决问题的方法,结合给出的条件一个个试,总能找到 比较适合已知条件的方法再重点研究。这个方法虽然比较笨拙, 但总能解决问题。熟练以后就可以比较快速了。 解决难题的另一方法是将难题分解成一个个较小的问题就 比较容易解决了。 有了这个方法后我在思维方面有了少许进步。自此以后遇 到一些比较复杂的问题时,我不仅要研究问题是怎样解决的, 更要研究别人解决问题的方法、思路和过程。 从不会做题到会做题,特别是别人不会做的题,我体会到 快乐和自豪。我不再是小时候被人瞧不起的“穆呆子”了。
我为航天工作五十年— 26 — 人生观、道德观、价值观 我出生于小资产阶级知识分子家庭。小时候,受到士大夫 思想影响较重,自小熟悉一些“知音”“士为知己者死”“不 为五斗米折腰”等蔑视金钱和权贵的故事。讲求“忠诚”“诚信”“气 节”之类。后来,又受国外的一些优秀文学作品,如短篇小说: “最后一课”“项链”等小说和人物的影响,崇拜伽利略、居 里夫人等一众为真理和科学献身的科学家和发明家。因此从小 潜意识中有着如下看法: 少参与政治运动。不参加任何党派; 万般皆下品,唯有读书高,凭本事吃饭。瞧不起做官的、 做生意的。更蔑视拍马屁、靠政治向上爬的; 解放前为生存而竞争非常残酷。为此,母亲从小就对我们 进行“吃苦教育”。经过这种教育,生活中艰苦朴素。比较能 承受挫折和失败。 参加工作后对于物质享受要求比较低,更不会为此而进行 争取。为此,最后仍然成为只知道干活的“书呆子”; 父母亲在国民党时骂国民党。但对共产党的一场接一场的 运动不理解。认为地主、资本家也有好人,穷人、无产者也有坏人。 反对整人,认为“政治是肮脏的职业”。 “反右斗争”中领导将许多关心政治的积极分子打成了右
成长篇— 27 —第一辑 派分子。为了保护自己,自己只有沉默寡言,成为历次运动“政 治上不开窍”的“落后”群众。 由于受到知识分子“清高”的影响,凡事不求人。但也不 会主动帮助人。“独来独往”。朋友很少,中学、大学各只有 一个朋友。这些都是性格上的缺陷。
我为航天工作五十年— 28 — 考取清华大学 要填报志愿了,班主任动员我填报南京航空学院。这是一 所不久前刚从大专升级而成的大学。我的理想是考久负盛名的 北京航空学院。由于我就读的中学排名低,没有推荐上北航的 指标,因此不能报考北航。此时,曾在清华住过的钢院学生舅 舅力主我报考清华。于是我填报志愿:清华。 考试结束了,自我感觉良好,有希望考入清华。但顾虑来了: 填报志愿时没有按班主任意见报考南航会不会算不服从分配? 于是又“惶惶不可终日”。熬到发榜之日,接到录取通知书一看: 是清华。一块石头落地。我终于在 17 岁考上了清华。 但问题又来了,我的一个密友体检查出肺结核。此时我也 感到胸部隐隐作痛。就怀疑自己也得了肺结核。这件事一直等 到开学后体检正常,“另一只靴子”才算落地。
成长篇— 29 —第一辑 在清华的学习与生活 刚一进校门,学校给每位新生一本小册子:如何学好大学 课程,指导新生如何适应大学课程。 清华的学生生活是热烈、紧张而单调。同学们来自全国各 地,都是来自各校的尖子。上数学课时老师常会出些题让同学 们抢答,气氛非常紧张。通常大部分问题都被南方同学竞答成功。 我生性愚钝,一般都抢不到。只有一次被我抢答成功。老师问我: 是怎么想出的,我胡乱说了几句。其实,这道题正好是我暑假 中刚做过的。 1961 年 4 月,离校后校庆时返校与尚未毕业 ( 因是学制延长到五年半 ) 的全班同学合影
我为航天工作五十年— 30 — 清华的校风很好。同学们攀比的是学习成绩。而不是吃、喝、 玩、乐。那些成绩好的同学会受人尊敬。而成绩差,但打扮时 尚的同学会被认为是“绣花枕头一包草”。 清华的学生不讲究吃、 穿,不修边幅。是来自全国各地中学的尖子,比较傲气,不愿 当官做老爷。也不服从权贵。更不屑为向上爬而“溜须拍马”。 毕业若干年后当同学聚会时发现全班除一人当上司局级领导外, 大部分都是各单位的技术骨干,也极少有人从商当老板。这也 许是清华人的孤傲,喜欢独立思考,“孤芳自赏”。这也是清 华毕业生步入社会后大部分人不能成为“人精”,不为领导欣 赏的原因。 在清华五年,寒暑假大部分时间都在看书“刷题”。整个 五年只回家过两次。有一次还是因父亲去世才回去的。父亲去 世时,母亲怕影响我学习,“密不发丧”,直到放假时才告诉我。 有一学期都没出过校门。 2000 年 4 月,清华大学校庆时返校合影
成长篇— 31 —第一辑 整风与反右 1956 年,是知识分子的春天。在这一年,全国科学大会召 开,吹响了向科学进军的号角。母亲也在这一年被评为江苏省 优秀教师。我加入了共青团(这是我政治上最要求进步的一年), 到处都呈现一派欣欣向荣的景象。 好景不长,1957 年五月初,党号召开展整风运动,帮助党 克服官僚主义。蒋南翔校长在全校拉线广播中动员大家打消顾 虑,大鸣大放向党提意见。“ 不抓辫子,不打棍子,不秋后算 账 ----”。于是,大家纷纷向党提意见,交心,争当整风运动 积极分子。哪知几天以后风云突变,党报发出了“这是为什么?” 的社论,一场大鸣大放的整风运动变成了针对知识分子的“反 击右派分子向党进攻”“引蛇出洞”的运动。运动积极分子成 了罪人。我的两个入团介绍人:党员、调干生都成了极右分子。 开除党籍,停止了学业,被下放劳动。由全校学习尖子抽调而 成的自动控制系某班一个班 30 人,被当作“白专”典型,出了 17 个右派。共产党需要的是“永不生锈的螺丝钉”,“党的驯 服工具”。而这些人从事的科研工作要求的是“独立思考”。 欣赏的是“独立的人格,自由之思想”。在刚过去的 1956 年迎 新晚会上的演出节目是:将来的理想是当院士。这场“掐尖” 运动粉碎了一代杰出知识分子的梦想。是清华历史上的“至暗”
我为航天工作五十年— 32 — 时刻:解放前的清华出了很多“大师”。改革开放后又出了许 多杰出人才(可惜都为外国服务),剩下的我们这一代人归于 平庸。 我不习惯于在各种运动中作违背良知的发言,讲假话。我 只有沉默。始终只是“落后”群众。 从 1957-1976“以阶级斗争为纲”期间,亚洲四小龙在腾飞。 而我国国家经济停滞不前,物价在上涨,二十年未涨工资,人 民生活水平下降。我一个受到国家重视的从事尖端武器研制的 技术人员也住在建筑工棚的平房里结婚成家直到文革结束。这 是文革时期的写照。革命推翻一个旧世界不容易,但建设一个 新世界更难。发展才是硬道理。 当然,为了“防修”“反修”,当时国家发展也并非一无是处: 尖端武器研制取得了巨大的进展。我国从一无所有到初步建成 拥有 DF2、3、4、5 型导弹的核反击力量。为此,即使在三年困 难时期,我们参军保证了基本的粮食供应。有时还有各军区支 援的“科技鱼”“科技肉”出现。相比之下,人民群众处于水 深火热之中,全国人民都在挨饿。1961 年校庆我穿着军装返校时, 迎接我的是一群面黄肌瘦、衣衫褴褛即将毕业的同学。我庆幸 自己提前毕了业,脱离了“苦海”。
成长篇— 33 —第一辑 为祖国健康工作五十年 根据巴甫洛夫学说:人类大脑经过紧张的活动后十分疲劳 需要休息。脑力劳动后休息的最好方式是体力劳动或体育锻炼。 因此我的休息方式主要是干家务和体育活动。体育运动能使大 脑得到充分休息。 我的家庭是双职工家庭。小时候,为吃顿饭需从生炉子做 起。人人都要参加家务劳动。高中阶段,为了能挤出时间学习, 父母为此减少了我的家务劳动。为能使大脑休息。我积极参加 体育活动,高三那年为考大学我买了一个篮球经常与同学打球, 既是体育活动又是文娱活动。锻炼了身体和使大脑得到更好地 休息。高考准备期间,我没有熬过夜。因为我知道:我平时的 学习已经够努力,突击学习未必能取得好效果。 进入大学第一年,我得了一次感冒,耽误了一些课程,深 感身体健康的重要。有半个欧洲人血统的体育教授马约翰,大 冬天只穿衬衣和马甲在大礼堂不用麦克风大讲体育锻炼的好处 和清华体育锻炼的传统。“身教重于言教”。在学长们带动下, 每天下午四点左右,人们纷纷从教室、图书馆、阅览室、实验 室等地蜂拥而出占领整个操场、体育馆。此时,原来挤满人群 的学习场馆已空无一人。 锻炼选择什么项目?田径运动和篮球。这是一个适合青少
我为航天工作五十年— 34 — 年能在短时间消耗体力,锻炼全身的运动。当时推行劳卫制和 等级运动员制度。我当过班级体育委员,百米短跑达到三级运 动员水平。若干年后,当我下连当兵和到五七干校劳动时就体 会到体育锻炼的重要性了。而当时的体会是使大脑得到充分休 息,精力更充沛了。学习效率更高了。我的身高 1.77 米,而留 在南方的两个弟弟均身高 1.72 米,5cm 的差距来自饮食、体育 锻炼的不同。 体育锻炼后,舒服地冲一个淋浴,换上干净的内衣。晚饭后, 学生们又可以精神抖擞地投入学习中去了。 每天晚饭后在校园内散步,夕阳西下,微风吹来,校园内 播放着轻音乐或小夜曲,是一天中最美好的时辰。 良好的氛围,比较齐全的体育设施,使学生们在五年的 学习期间培养出体育锻炼的习惯和一、两项爱好。使清华毕业 生在走上工作岗位后不少人仍能坚持体育锻炼,实现“为祖国 健康工作五十年”的诺言。热爱体育运动使我终身受益匪浅。 我参加工作后,年轻时打篮球,中年后又迷上了乒乓球,成为 单位乒乓球代表队成员“征战”多年。这些不仅保证了我身体 的健康,而且也丰富了我的业余生活。比较健康的身体使我在 八十岁以后仍能发挥余热,参加航天工程的某些工作。
第二辑 工作篇
我为航天工作五十年— 36 — 初到国防部第五研究院一分院 小时候,列宁的一句话:“共产主义就是全俄苏维埃加上 电气化”使我对电气化充满兴趣与向往。 1955 年报考大学,填报的志愿是电机系工业企业电气化和 自动化专业。我有幸成为电机系工企专业的学生。 大学学制五年,后因勤工俭学和下厂劳动耽误了一些课程, 学制延长到五年半。最后一年是毕业设计。就在毕业设计刚开 始后不久的 1960 年四月底,突然接到校方通知:“国防建设紧 急要人,你们现在就毕业”。 当时正读大五在补课并进行国家大剧院卷画幕电力拖动毕 业设计的我听说要提前毕业,内心是又紧张又高兴。紧张的是 要去军事单位 0038 部队,是要参军的,前途未卜。高兴的是可 以不搞令人生厌且已有人搞过的国家大剧院卷画幕毕业设计了。 任务要得很急,不等交接和安排。校方说毕业设计就到部 队单位去做吧,学校就开毕业证。很快“五一”节过后,校方 就在通常接待外宾的雕梁画柱的原王府大厅—工字厅摆上几桌 设宴款待并送别我们。我们是第一次也是最后一次参加学校的 宴会。会上,只记得一位动力系的女同学喝得满脸通红流着泪 向大家告别。第二天,几辆军用大车满载着我们这群对学校依 依不舍,面对未来忐忑不安的年轻人离开清华园穿城而过,向
工作篇— 37 —第二辑 北京市东南角驶去。 我之所以被军事单位选中是因为家庭社会关系清楚:父母 亲及亲属没有参加过任何反动组织,社会关系清楚简单。这在 当时是难能可贵的。 大车在南郊南苑机场附近的名叫东高地的地方停下。接待 我们的是几个军人。经过简单的军训后就分配到单位:国防部 第五研究院一分院第一设计部。临时办公地点是几栋筒子楼。 门上贴的画是像飞机那样的飞航式导弹。我们这才知道我们要 搞尖端武器—导弹。当时,苏联人造卫星上天不久,火箭和导 弹“火”得“一塌糊涂”。我们很庆幸自己有机会参加这项工作。 要分配工作了。我在学校就喜欢做试验,于是领导就把我 分配到了由苏联援建的“8102 工程”规定的总体设计部专门负 责导弹测试发射和进行飞行试验的实验室科(五室)七组。开 始了我一生钟爱的火箭测试发射事业,做到了事业和兴趣相结 合。 组长是一位原准备留苏的东北工学院和我同专业的女学长。 副组长是从部队调来的参加过长辛店由苏联专家培训过的 1059 导弹(苏联援华的一枚射程 500 公里的地地型导弹)教导大队 测试发射的转业军人。两人“一文一武”,相得益彰。组员由 两部分人组成。一部分像我一样是从大、中专学校毕业生抽调 而来。一部分是从海军航空兵地勤人员转业而来。我们事后得 知:这件事的背景是:中苏关系其时已严重恶化,苏联撕毁原 援助我国的尖端武器协定,撤走专家。中央决定紧急从全国抽 调几千名大、中专学生充实尖端武器研制队伍。原来学校没有 相应专业,就从相近专业抽调,在工作中边干边学。于是,我 们这些搞民用电气工程,冶金,钢铁、铸造、纺织、化工、机械、
我为航天工作五十年— 38 — 橡胶 ----- 等专业的都幸运地从全国各地来到这个尖端部门, 通过对苏制 1059 导弹的仿制和学习完成了专业的转行。后来, 通过每年从新建航空专业院校毕业生的补充,夯实了各专业的 基础和队伍。原先从部队抽调来我组的转业军人在苏制 1059 导 弹仿制完成后,除少数转到机关工作外,大部分转业到地方上 工作了。 五室七组按 8102 工程规定的任务相对简单:编写导弹测试 发射细则,指导靶场测试发射工作。在靶场面前代表设计单位, 在设计单位面前代表使用单位,像个“二道贩子”。工作没有 多少技术含量,因此按 8102 工程规定:配置仅是“工程师”编 制(别的组配置是“高级工程师”)。但他有两大优点:专业 面广,什么都需要知道因此什么都可以学;参加实践(测试发射) 的机会多,这为喜欢学习的人提供了很好的学习机会。在工作 中压力不大:导弹出现故障时,你可以将故障交由研制单位解决; 也可以自己主动想办法解决。这样就可从中汲取很多知识和经 验,我对试验中的排除故障感兴趣,常常主动出主意,因此学 到很多东西。 当时,人们没有想到原先只需要配置“工程师”技术水平 的总体部控制系统测试、发射专业,后来与线路协调专业结合 成为电气系统总体后,会发展成具有“抓总、协调、把关、牵引、 优化 ( 一体化 )”的电气总体专业人员而受到人们的关注与青睐。 在尖端武器科研部门工作,特别是在三年困难时期受到了 多方特殊照顾及党和中央领导的关怀,因此是幸运的、光荣的。 当然,个人也要作出某些牺牲。例如要参军,服从军事化管理、 遵守保密规定、结婚要经过政审等。个别的人员也因此中止了 婚恋关系或者离开了国防科研队伍。
工作篇— 39 —第二辑 1965 年退役前的照片
我为航天工作五十年— 40 — 学习苏制“1059”导弹,实现专业的 “华丽”转身 来到五室七组后,负责火箭控制系统测试、发射操作文件 编写、解决火箭测试发射中出现的问题。这是一项实践性非常 强的工作。为了培训人员,吃透 1059 资料和指导靶场部队操作 和排故,经领导批准,我们拆了苏联援助我们的几套导弹测发 设备中的一套。装备了我们的单元和综合实验室。我们在实验 室演练了 1059 勤务指南中的相关内容,并做了许多研究性试验, 这为我们学习导弹控制系统设计原理、性能和排除故障打下了 基础。为今后参与飞行试验故障分析积累了经验。 初到我院,苏联专家刚刚撤走。据说我组的苏联专家也刚 走不久,但他们留下了一些讲稿和谈话记录,还有苏联援华的 1059 导弹和介绍其原理和使用操作的勤务指南。听说这些是用 多少车皮粮食和猪肉换来的,我们都分外珍惜。领导要求我们 吃透这些资料,把这些资料当作教科书,我们就反复学习这些 资料,琢磨原设计意图。我是搞测试的,为了搞清楚“工厂、 技术阵地和发射阵地测试有什么区别”“测试项目如何安排和 进行的”等问题,我们反复查阅了苏联专家的谈话记录(据说 这些专家年龄也不过 30 岁左右),用心揣摩他们的设计思想。
工作篇— 41 —第二辑 通过学习和操作演练、消化了 1059 导弹技术资料。慢慢地完成 了专业的改变和入行,从这些资料中我们看到并吸取了德国和 苏联通过发射数千发导弹所积累的导弹设计和测试发射工程经 验。通过实验室实物测试操作演练和研究性试验,以及业余时 间的恶补导弹设计等内容,为进行自研型号飞行试验与故障分 析打下了坚实的基础。初步实现了从民用的工业企业电气化到 导弹测试发射专业的改变。
我为航天工作五十年— 42 — 见识我军的三严作风和严格的军事训练 在单元测试组学习一年后,我国自行研制的首枚火箭 DF-2 就要进行飞行试验了。我有幸参加这枚火箭在酒泉火箭发射场 的首飞。在正式进行测试前部队要进行操作训练,我第一次见 识了部队的操作训练水平。 由于是操作训练测试,管理相对宽松。我可以以测试指导 人员身份“挤”进了陀螺仪单元测试间观察部队操作。陀螺单 元测试时除了要按常规电气测试接通许多开关,观察仪表,读 取数据外,还要进行模拟飞行中火箭姿态的转台与秒表操作, 读取在规定时间内陀螺在摇摆情况下的漂移量,这项措施需要 许多机械与手动间的配合,在家里我进行该项测试时通常手忙 脚乱,测试数据上下波动。为此,我特别注意部队是如何操作的。 令我惊叹的是部队创造了一套操作手法,这套按时间操作手法 中没有一个多余的动作。操作手两次操作有条不紊,两遍操作 动作,数据基本一致,手法完全相同。这使身为测试指导的我 感到汗颜。感叹部队操作训练之严格。 后来部队进行了大比武,我记得有一位战士可以将测试 - 发射电原理图背出,被视为标兵。虽然这种方式值得商榷,但 这种精神还是值得颂扬的。 前不久,网上一篇关于我国潜艇得益于严格训练遭遇“深
工作篇— 43 —第二辑 海悬崖”,成功自救的报道:由于海洋洋流的影响,海水密度 会出现反常现象:下层海水密度低于上层海水密度,导致潜航 中浮力突然变小潜艇急速下沉,随着下沉深度增加,海水压力 增大,导致潜艇结构破坏葬身海底。美国一艘核潜艇因此葬身 海底。我国这艘潜艇由于平时严格训练,在遭遇上述情况时, 全艇人员按预案上百个操作动作无误使潜艇紧急避险,恢复了 浮力成功地实行了自救。
我为航天工作五十年— 44 — 初次执行任务,吃了个“闭门羹” 第一次参加飞行试验的任务是指导靶场操作部队对控制系 统单元仪器进行单元测试。由于导弹在当时美苏冷战时期属于 绝密武器,对它了解的人越少越好,因此在苏联为我国设计的 “8102”工程中总体部设立一个组掌握单元测试技术,代替单 机研制人员出差靶场参加飞行试验解决问题。“在设计单位面 前代表使用方,在使用单位面前代表设计方”是我们的定位。 而我国国情是先要解决有无问题,研制人员深入第一线到靶场 去解决问题有利于现场排故和设计改进。在单元仪器设计人员 在场的情况下,我们成了完全多余的“二道贩子”,不受人欢迎。 因此,在首次去基地执行 DF-2 首飞任务:“指导控制系统单机 单元测试”时,遇到了为限制人数,连单元测试实验室门都无 法进入的尴尬场面,吃了个闭门羹。
工作篇— 45 —第二辑 从“二道贩子”到火箭电气系统总体设计 第一次出差任务就这样结束了。回京后,领导批准了我的 建议:取消了单元测试专业组。我被调到了综合组。综合组是 要把全弹各系统(主要是包括控制系统在内的电气系统和动力 系统)捏合到一起进行系统测试、总检查、发射和飞行试验。 由于这是任何分系统都无法独立完成的任务,因此我在此感受 到了总体工作的必要性。愉快地开始了新的工作。 后来,据说在钱学森的主持下(见控制系统专家黄纬禄院 士回忆文章)对一部与十二(控制)所控制系统专业做了重新 分工:一部作为总体向十二所提出控制系统研制任务书并验收 系统,负责靶场控制系统的系统测试和导弹测试发射。十二所 负责研制控制系统并解决控制系统在靶场测试发射中出现的问 题。为此,取消了总体部三室(控制系统研究室)和一室七组 (提出控制系统线路任务书)编制。将该组人员调至十二所, 剩下的人员和五室七组人员合并成为新成立的总体室控制组, 向十二所提出线路任务书和验收控制系统,负责靶场测试发射。 为什么十二所研制了控制系统及测试发控设备,但控制系统综 合测试细则却要由一部编写?一是因为控制系统是火箭的主系 统。一是要通过编写细则使控制系统与火箭总体各系统能协调 一致工作。二是要通过编写细则和进行匹配试验对全弹电气系
我为航天工作五十年— 46 — 统工作进行协调和验收。几十年后回过来看,这样的专业分工 和改动,使我们有机会得以同时参与型号的总体设计和控制系 统研制。在使用单位面前(发射基地和军方)代表设计,在设 计单位(十二所)面前代表使用,实现火箭研制关键节点上的 从理论到实践,再到理论的循环。为进行火箭飞行故障分析和 电气系统综合设计打下坚实基础。 自己刚参加工作时起点很低,且被分配到最不受待见且后 来被取消的单元测试专业小组。但歪打正着,单元测试专业给 了自己深入学习控制系统单机的机会。后来实践证明:从单机 研制开始,逐步进入分系统、总体研制已成为刚参加工作年轻 人成长的一般规律。
工作篇— 47 —第二辑 荣获“五好战士”和五七干校“先进学员” 参加工作后不久,根据部队规定,我被安排下连当兵一年。 去的地点是二炮在山东益都的导弹部队(半年后刘少奇儿子刘 允若也下放该部队劳动锻炼)。被安排到技术连单元测试班。 每天起床、整理内务、出操、站岗、放哨、劳动 ------ 等。一 天从早到晚都没有闲着的时候。但让我印象深刻的还是修建该 部队的导弹发射场。 发射场必须是块平地而且面积足够大,以便放置发射台和 液体导弹推进剂加注车辆。因此选在一个远离居民区的山坳内。 但也要削平一个小山包。因此土方工程量巨大。每天我们和战 士们一起挖土、抬石头,拉起两轮车飞跑。数月下来,人晒黑 了,脸晒红了,身体更结实了。我因有在校体育锻炼的底子, 擅长跑步,因此拉车次数比别人多,而受到好评。加上人老实, 肯吃苦,和战士打成一片。年终被评为“五好战士”。 上世纪七十年代,我又被下放到河南正阳五七干校劳动一 年,和一女同事搭档被分到养猪班养老母猪。由于我体能好, 干活不惜力。该年又被评为先进学员。 这是我一生中少有的在政治上获得奖励的事件。在连队或 五七干校劳动时评“先进”的标准比较简单:不看嘴巴说得有 多漂亮,只看谁更能吃苦受累。因此即使我不是党员,也能评
我为航天工作五十年— 48 — 上先进。 两次下放使我体会到了劳动的艰苦,使我同情底层劳动群 众。有这两次垫底,使我在工作中更有毅力和更能承受挫折、 吃苦。
工作篇— 49 —第二辑 小试牛刀,重现某型号首飞飞行故障 虽然首次参加某型号首飞,负责单元测试被基地拒之门外, 没有取得任何成果,但在首飞失败后控制系统故障分析中做出 了一定贡献 :由于飞行器在飞行中火箭飞行姿态失稳产生了大 角度滚转,陀螺仪碰挡钉产生了进动,飞行遥测胶卷上姿态角 出现了许多异常现象,需要进行分析和证实。由于我们掌握了 一套完整的单元测试设备,能通过转台回转模拟火箭姿态运动, 因此能通过试验模拟出遥测胶卷上出现的全部异常现象,同时, 通过飞行器体上放大器试验可以模拟出在飞行器出现弹性震动 下稳定系统通道被堵塞导致失控的现象。报告由我撰写,由组 长向部里汇报,获得好评。其后,组里要我担任综合测试和发 射专业小组长,开始受到重用。
我为航天工作五十年— 50 — 初战告捷,分析 DF-2A 飞行断电故障 为了粉碎美日军事同盟与核讹诈,中央决定将原 DF-2 增程 以覆盖日本全境并与核战斗部结合成为我国第一款战略核导弹 DF-2A。 由于有原 DF-2 型号的基础,在加强对发动机进行可靠性试 车,控制系统为抑制弹性振动而更改仪器舱位置,取消无线横 偏校正系统并将其改造成无线遥控安全自毁系统等一系列设计 更改后,研制工作进展迅速。我作为电路总体与测试发射人员 参加了型号线路设计协调和零一批的全部飞行试验。前四发发 射顺利成功。第五发起飞后数十秒发动机即关机。火箭坠落在 发射台附近,地面一片狼藉。人们涌向遥测系统,都想第一时 间找到原因。很快,初步结果出来了。是控制系统断电引起的: 表示配电系统供电情况的两块电池电源母线电压的两条遥测曲 线几乎同时在故障发生时下降到零。由此发动机电磁活门失电, 发动机关机。可是,两块电池母线为何失电,配电系统可能引 起失电原因有一大片,如何能将故障定位,分析一度陷入僵局 和焦灼。 供配电系统故障分析责任单位是 12 所,我们处于协助状态。 可以分析故障,也可以听由 12 所分析。由于该型号研制状态的 特殊性:型号大部分状态是继承 1059 导弹的,1059 导弹情况
工作篇— 51 —第二辑 12 所并不比我们深入多少,又由于我们比 12 所更了解遥测系统 原理及判读,因此在利用遥测信息分析飞行故障上更具优势和 方便。故障分析开始我也找不到故障分析的头绪,但是平常良 好的思考习惯帮助了我:对问题不放过,有空就想想。结果, 在一次洗澡时突然想起:在我们进行实验室控制系统配电系统 断电研究性试验时,如果我们采用断开仪器电池供电回路,由 于供电回路容性负载引起的放电过渡过程特性会引起另一块电 池供电继电器断电延时几十毫秒,而飞行出故障导弹的两块电 池电压跌落情况正好符合上述规律。于是断电故障定位在仪器 电池供电主回路上的观点与分析受到大家的认同。进一步分析 发现主回路中有两个薄弱环节:电池内部单体间单螺母锁定跨 接片在震动状态下易松动;电缆网中苏制“b”型插头连接易松动。 于是故障就定位在“单螺母锁定”和“b”型插头松动上。采取 相应改进措施后问题得到彻底解决,电源配电系统在其后的类 似供电方式中各型导弹和火箭发射再未出现过问题。
我为航天工作五十年— 52 — 洗刷冤情,破解 DF-5 飞行试验 控制系统断电之谜 导弹核武器两弹结合试验胜利完成后,队伍转入洲际火箭 DF-5 研制。在经过一系列关键技术突破后迎来了首飞基本成功 的好成绩。但在 DF-5 第二发发射中遭到了重大挫折:第二发第 二次发射起飞后跨音速段导弹又出现问题掉了下来。遥测胶卷 表明:又是电源配电系统断电引起。现场导弹的残骸中破碎的 电池碎片有电解液流出并短路的情况引起人们怀疑又是电池和 配电系统故障引起。一时间,控制系统压力倍增。人们纷纷分 析配电系统哪些部位故障会引起控制系统断电。 由于我有分析 DF-2A Y5 电源配电系统断电故障分析的经 验,很自然联想到能否再一次用遥测胶卷电池 1、电池 2 是否同 时断电来区分是配电器主供电回路故障还是控制回路故障。判 读结果表明:电池 1 和电池 2 这次是同时断电。我果断地判定: 是控制回路断电,与电池及相关供电主回路无关。由于有上次 DF-2A 经验,大家很快统一了认识,注意力集中到寻找控制回路 断电部位及原因上。 控制回路是多点多线设计,很难断开。但在现场残骸中发现: 一个控制回路电缆与配电器的连接插头居然被断开了。为什么
工作篇— 53 —第二辑 会断开?这种插头在结构上有锁紧设计,是很难在飞行中脱开 的,于是问题又集中到为何插头和插座连接会脱开上。 此时,环境分析组传来消息:几乎在配电系统电池 1、2 断 电同时,仪器舱内传来一声巨响,同时各种震动冲击达到最大值。 怀疑是舱内有重物坠落或仪器舱结构破坏导致控制系统电缆插 头、插座被砸开。即:有可能是弹头诱饵误释放,或者是仪器 舱锥角太大造成仪器舱在气动力作用下结构失稳造成。进一步 分析认为不是仪器舱结构失稳,而是控制头部诱饵释放的头部 火工品继电器在震动、冲击、过载环境下误闭合导致弹头诱饵 误释放,砸开电缆连接器引起。找到“真凶”后,弹头控制系 统进行减震设计,对火工品起爆电路薄弱环节进行了“冗余”(将 起爆继电器触点串联)设计,可靠性得到提高。 在这次分析中,钱学森参加了讨论。而且风趣地比喻:控 制系统“中招”就像沙家浜中阿庆嫂唱的那样“皇军尽等着挨 黑枪”,表达了对我们分析的肯定。 当时,上、下级单位间,同志间,军民间关系良好,没有 利害关系。大家本着实事求是态度分析问题,因此思想容易统一。 这其中,像钱学森之类的大科学家谦虚谨慎,发扬技术民主的 表率作用更为大家称道。 这件事情表明:在学习科技知识方面,“掌握”是一回事, “吃透”是另一回事,只有“吃透”了才能在工作中灵活运用。 在这方面,我要感谢清华严谨的学风和自己独立思考的习惯, 以及一部五室拆了一发导弹设备武装实验室为我们创造的学习 条件,使自己能敏锐地捕捉到问题的关键,从而解决问题。这 次仅用了一个原理就解决了两个型号飞行试验电源配电系统故 障的事件是非常幸运的。
我为航天工作五十年— 54 — 导弹核武器试验我进入了地下发控室 上世纪六十年代,为了粉碎美苏的核垄断,证明我国不仅 有“弹”(原子弹),而且有“枪”(运载工具)。中央决定: 用我国第一款能覆盖日本全境的 DF-2A 导弹进行一次用导弹运 载原子弹的武器级核试验(代号 212 工程)。我有幸参加这一 绝密工程,并以电气总体与控制系统测试二岗(基地测发人员 为一岗)身份参与导弹核武器试验。 由于我们没有海外基地,也没有大片无人居住的荒地可供 使用。试验全程只能利用原发射场在西北人烟稀少的地区进行。 由于该地区北部与蒙古、苏联接壤,试验时政治风险很大。 试验分两大部分进行:二机部的核装置部分,七机部的运 载工具导弹部分。要求是首先要保证安全:导弹不出国,飞行 出现故障时不发生核爆(允许万一导弹故障时将弹头自毁发生 化学爆炸,以降低核爆风险与污染)。为此设计了飞行中出故 障时能中止飞行的无线遥控自毁系统(采用原 1059 导弹横偏校 正系统改装)。为确保该系统在测试和发射过程中不产生误动作, 还用发射时转电后才能起作用的信号连锁进行安全性设计。 为保证导弹核武器试验成功,除要求导弹及核装置自身工 作可靠外,还要求核装置能适应导弹飞行中的热、力、电磁环境, 不发生不动作,也不发生误动作。此外为确保安全,核导弹还
工作篇— 55 —第二辑 需搬迁至新发射场发射。发射时,新发射场、途中区、落区附 近民众需要疏散、撤离 ----- 等。因此是一项庞大的系统工程。 为确保试验安全、成功。中央对 212 工程的要求是:“严 肃认真、周到细致。稳妥可靠,万无一失”。对于火箭和核装 置的研究单位来说,主要工作有: 为考验新研制的无线遥控自毁系统工作是否安全可靠,专 门安排两次飞行试验中引爆导弹进行考验; 核试验发射场选址在原发射场北几十公里处。距临时发射 指挥所敖包山二十分钟车程,便于发射区工作人员最后撤离到 指挥所与指挥人员会合。 新建地下控制室呈球形(抗冲击波能力强)。通过简陋的 井梯供人员攀爬出入。控制室很小。仅能容纳七八人工作。控 制室人员有:发控台操作员、液氧补加台操作员,电气点火排长、 发射连长,发射团技术股参谋、设计方代表等,从控制室有潜 望镜直通地面用以观察火箭和地面情况。控制室除发控设备外, 还有几部电话与指挥所与地面发射场联系。当几乎厚近 1 米的 井盖关上时。控制室就全部被封闭了(目前控制室已对外向游 客开放)。 控制室有通风系统,另外还备有氧气发生系统以防通风系 统损坏人员被困时使用。为防放射性污染,地下控制室还为每 人配备有一套防化服。 我的任务是指导导弹测试发射操作,因此岗位被安排进入 地下发射控制室。又因为地下室空间狭小,不允许更多人进入, 因此,我就成为唯一能进入地下室的设计方代表。我感谢党和 领导对我的信任。 任务开始后首先用两发导弹在飞行中不同时段遥控导弹自
我为航天工作五十年— 56 — 毁考验了安全自毁系统工作的可靠性。第三发进行全程冷试验 (即除战斗部无核装药外,其余同真实核试验)。第四发进行 导弹核武器试验。 前三发试验顺利完成后,基地进入临战状态。指战员们纷 纷写决心书,人员开始搬迁与撤离。我的岗位是测试、发射指 挥二岗。也责无旁贷地向领导表决心要进入地下室参加最后的 点火发射。听说钱学森在指挥部会议上还为我做了争取,但最 后被否决了。理由是要保护科技人员。于是当第四发核导弹发 射前三十分钟,弹上控制系统已准备好,发射诸元已装订,我 被善意地“请”出了控制室。接替我进入的是基地一部的政治 部副主任“话多啰嗦夫”(战士们戏称)。因为当时正是文革 初期,“政治工作上第一线”是必须的。 当我按计划同最后一批人员以最快速度从地下室撤离到达 指定位置敖包山时,离预定发射时间还有十多分钟。只见阿巴 山上已聚集许多军人(大多是各军兵种领导和参谋)。聂帅、 张爱萍、钱学森等人都在内。山上放了几张桌子,若干部电话 机放在上面,俨然一副野战指挥部模样。从喇叭里不时传出地 下控制室和各场区口令和进展情况,射前 5 分钟,扩音器里传 来聂帅最后一次向坐镇北京指挥的总理汇报和总理授权聂帅全 权指挥命令的声音。现场气氛登时紧张和凝重。喇叭里只听到 地下室的口令和应答。众人屏气观察着远处发射场上的小“黑 线”—火箭。当点火指令下达后,只见火箭尾部冒火,腾空而 起,远处传来雷鸣般的隆隆声,不久导弹就拐弯飞向远方消失。 十几分钟后从落区传来核爆成功的喜讯,现场一片欢呼。其后, 领导在现场发表了讲话(后来听说北京还发了号外)。讲话之后, 聂帅在高兴之余,还和大家合影留念。其时,一院在阿巴山参
工作篇— 57 —第二辑 加合影的有:谢光选(总师)、梁思礼(副总师)、戚发轫(总体)、 刘纪原(控制)、王垳(发动机)、魏其勇(地面)、穆元良(测 试发射)、朱桂芳(弹头)、徐玉渭(发动机)九人。 这次任务使用的每台产品都由厂长、党委书记签字认可。 在技术区,成立了专家组对产品历史,性能数据进行分析,优 中选优选出最佳产品用于热试任务。事后,所有 212 任务备份 及剩余产品也发发成功。因此可以说:这次任务是计划经济时 代抓质量的典范。 这次任务中,党群、干群关系非常好。值得称道的是干部、 老专家、党员在危险、困难时冲在第一线。导弹发射前 ,基地 政工干部把我从地下室替出是一例。在风险比较大的弹头、弹 体对接操作时钱学森坚持不离开现场,在现场坐镇观看操作以 缓减现场紧张情绪是另一例。 当然,在现场许多形式主义的东西也是有的。如:早请示 晚汇报。在操作前背诵毛主席语录等。这些东西有时也引起分心, 对操作起了干扰作用。后来听说空军在某次投掷氢弹时第一轮 投掷因背诵主席语录分心少接通了一个开关未投下,请示中央 后进行第二轮试投才获得成功。形式主义真是害死人。
我为航天工作五十年— 58 — 导弹核武器试验后在阿巴山聂帅与大家合影(图中被圈起来的是我)
工作篇— 59 —第二辑 办公室来了个有志航天的女青年 导弹核武器试验成功后,全国人民欢欣鼓舞。尖端武器研 制“大火”。“四人帮”倒台,文革后培养的大学生开始投身 国防科研事业从事导弹研制工作。 进入八十年代。一天,办公室来了个女大学毕业生,听说 是北京工业学院(现北京理工大学)两位教授推荐的应届毕业 高才生,想从事导弹研制,因我曾有幸在导弹核武器试验进入 地下室参与发射。因此想跟我学习导弹测试发射。在办公室坐 了一周后因名额限制而未能进入我室,被分配到遥测室进行遥 测系统中间装置研制。数年后,该女同志离开航天单位回到母 校攻读博士学位成功并留校成为博导。 若干年后当我已退休后,也许是出于对年轻时对从事航天 事业梦想的留恋。一位同事告诉我:她希望与我建立微信联系, 于是我与她成为微信好友。我将载有我参加导弹核武器试验及 许多火箭飞行试验故事的“我为航天工作五十年”的自传体小 说与她分享。 类似的情况还有一些:一些年轻人喜欢听我讲述老一代航 天人工作中,特别是参加飞行试验的故事。有的人在阅读我这 篇自传体小说时,还主动帮我进行了校对并评论:“你的职业 经历足够精彩”。
我为航天工作五十年— 60 — 指挥操作失误造成 DF-2A 发射失败 两弹结合试验完成后 DF-2A 定型装备部队。两弹结合任务 余下的备份弹被当作珍品交给了二炮。其时我已参加新型号研 制,DF-2A 定型后的后续任务交给年轻人完成。一次,参与二炮 DF-2A 发射的年轻人执行任务后垂头丧气地回来说,任务失败了。 一问原因,是指挥操作失误引起。情况如下: 这次是在酒泉东风发射场由二炮操作部队进行的年度发射 考核。为确保任务顺利完成,除由二炮指挥操作完成外,基地 安排了护航保驾人员:一位是导弹核武器试验时发控台操作员 负责发控台操作保驾二岗;一位是导弹核武器试验时的发射连 长负责发射指挥保驾二岗。阵容不可谓不强大,考虑不可谓不 周全。但就是这套班子发射时出了问题。 问题发生在最后发射操作上:当连长发出“牵动”口令, 阵地测量系统启动时,阵地响起“嘟”的蜂鸣声(表示配合飞 行试验的地面发射勤务系统启动)。紧接着连长下令;钥匙转“发 射”,按“排泄”(动力系统进入增压、推进剂流动、点火程 序),这时指挥员二岗突然喊:“不对”。来不及解释,操作 员二岗上前一把操作就把钥匙转回“测试”(解除发射状态, 增压点火自动程序停止)。原来,一次“嘟”蜂鸣声仅表示地 面测量系统启动。要待“嘟”“嘟”“嘟”三声后才表示已启
工作篇— 61 —第二辑 动好。测量系统记录设备全启动好后才能进入点火、发射。否 则可能丢失部分测量数据。在二岗说明情况后,一二岗操作员、 指挥重新审视导弹和发控台面板及参数后似乎一切正常,随即 决定重新进入发射。当导弹重新进入发射流程,钥匙转“发射”、 进入增压点火程序后,导弹起飞,但不久即起火燃烧,坠落在 发射台旁,导弹发射失败。 导弹是两弹结合试验备份产品,质量应无问题。操作由两 弹结合试验原班人马把关,也无问题。问题出在哪 ? 后经相关专家分析后认为:问题出在两次点火操作上,在 第一次增压操作时,液氧已在管路中流动进入燃烧室并积聚在 燃烧室,当第二次按时序进入增压、点火时,燃烧室内液氧过多, 富氧燃烧引起爆燃(相当于改变了点火时液氧和酒精的配比), 震动很大,震裂管路,导致发射失败。 这次事件使我们深受教育。火箭发射是一项复杂的系统工 程。操作必须做到“严、细、慎、实”。为了发射成功,以后 的新研火箭型号甚至研制了合练弹,协调各系统动作并培训参 试人员。飞行产品在经过多次总检查及全区(首区、落区、海 上、太空、北京)合练后才最后进入发射流程。这次发射缺少 了全区合练,缺少导弹发射部队与场区勤务系统间的配合练习, 终于酿成大错,造成导弹发射失败。
我为航天工作五十年— 62 — 首发洲际导弹出厂测试我当上了现场指挥 完成 DF-2A 研制后,我室转入洲际导弹 DF-5 研制。这是国 家给一院下达的八年四弹(DF-2/3/4/5)型号任务的终极目标。 因为它可以打到美苏本土,反击美、苏核讹诈和垄断。 DF-5 的控制系统研制难度极大。因为它包括要研制进行惯 性导航的气浮平台、数字计算机和控制发动机摇摆的液压伺服 系统。这三大件对我国都是独一无二的全新系统。无任何经验 可以借鉴(DF-2/3/4 可以在 1059 导弹产品基础上升级改造)。 三大件研制出来后,通过了控制系统综合试验。时值文革 期间,虽然试验中表现出性能不是那么稳定,但为了赶进度, 工作仍继续往前推进。为了在飞行中各电气系统(控制、遥测、 外测、安全自毁等)相互间能协调工作,还要进行匹配试验。 当时条件很简陋,没有匹配实验室,加之进度很紧,匹配试验 由一部负责。一部人手不够,且无试验场地。遂采取土办法安 排匹配试验在七车间测试工段现场试验桌上进行。测试工段工 人负责弹上设备操作,各系统负责地面设备操作及解决出现的 技术问题,一部承担控制系统及整个测试现场指挥。由于整个 型号使用新技术较多,有些技术还不成熟。一些单机问题被带 入综合实验,综合实验问题解决不彻底又将问题带入匹配试验。 因此匹配试验中不时有单机被运回返修,进度较慢。好在大家“心
工作篇— 63 —第二辑 往一处想,劲往一处使”,齐心协力完成了匹配试验。 匹配试验结束后,开始进行总装测试。由于测试仪器设备 就在总装测试现场,因此交接工作进行得十分顺利。但是问题 来了,由于型号技术新,来不及培训测试人员,工厂负责的出 厂测试缺乏控制系统指挥。工厂希望控制系统指挥由一部担任。 于是,我从原控制系统出厂测试指挥二岗(技术把关)变为兼 任控制系统测试指挥一岗(操作指挥)直接发号施令。又由于 出厂测试中控制系统是核心,测试进度与程序大都由控制系统 决定,因此我又同时兼任出厂测试现场测试指挥。压力山大。 一般情况下导弹测试现场需要成立两个组:一个是“操作组”, 负责测试时的指挥操作,主要精力放在如何正确、安全地完成 各项指挥操作上。由于 DF-5 电气系统新技术多,有关操作安全 的注意事项多达数十项,因此注意力必须高度集中。指挥压力 很大。另一个是技术组,主要任务是解决测试中出现的各种问 题和故障。需要指挥组织与参与排故。身兼两个组任务每天忙 得不可开交。好在没有出事故,匹配试验加上出厂测试在全院 机关的组织调度下经过约一百天的夜以继日奋战终于完成了。 这次出厂测试由十二所梁思礼所长坐镇,把关。虽然出现 问题多,但都解决了。这其中,控制系统 771 所计算机表现最 好,试验全程未出问题。伺服系统“三漏”(漏油、漏气、漏电) 问题较多。气浮平台使用上最令人担心:因为它稀缺,独此一份, 怕它倒台。 出厂测试完成了,产品和队伍奔赴二十基地。此时,文化 大革命早已开始。好在“运气”不错,我国首次发射洲际导弹 DF-5 取得基本成功。但是,真正的考验还在后头。
我为航天工作五十年— 64 — “火中取栗”,洲际导弹紧急关机后的现场排故 上世纪七十年代初,文化大革命七机部两派激战正酣。在 总理亲自过问下,七机部好不容易将 DF-5 搞出来取得首飞基本 成功。在对首飞完成结果分析并对设计进行改进后第二发随之 出厂到靶场。由于大批领导“靠边站”和主要精力在运动中, 因此领导力量大不如前,许多事情依靠大家主动进行。在火箭 经过技术阵地、发射阵地测试和加注后,火箭进入最后发射程序。 在发控室,作为基地控制系统发射操作的一岗指挥胡世祥 (后成为总装备部副部长、中将)坐在操作员后面。我作为二 岗指挥坐在胡世祥后面。发射操作进行得很顺利:“转电”--- 到“点火”。火箭尾部冒出火焰。正在大家等待火箭离开发射 台起飞时,不料火焰突然“缩”了回去。同时,发控台上警铃 大作,“紧急关机”灯亮。坐在我前面的胡士祥煞白的脸突然 变红一直红到耳根。再看发控台上描述点火状态的六个指示灯 只亮了三个。显然,四台发动机没有完全点着。面对这从未遇 到过的情况,大家一下子围到我们身旁,控制室内一片寂静。 通常,火箭发射,离开发射台后(离地三尺)基地发射操作就 算成功。再出故障主要责任在火箭研制单位。如果点火不成紧 急关机主要责任在发射单位。因为点火未成很可能与操作及地 面设备有关。此时,大首长都在指挥所,加上此时正值文化大
工作篇— 65 —第二辑 革命期间,对发射的关注已不可与两弹结合试验相提并论。现 场最高指挥不过是发射团长和研制单位副总师而已。大家明白, 这次排故没有专家指导,一切必须靠我们自己。这种排故从来 没有遇到过,大家只有硬着头皮上。 根据排故原则,首先是要保护现场(一旦现场被破坏,故 障原因很可能就找不到)。为此,首先需要了解发动机现在是 什么状态,为什么又关机了,其次是查清是控制系统还是发动 机问题;是箭上还是地面问题等。为此需要到火箭旁打开箭体 操作窗口查看由控制系统进行点火的发动机电爆活门状态以判 断发动机是否点火启动与关机。这可以从测量电爆活门桥丝阻 值知道,如果桥丝阻值有变则意味着发动机电爆管已工作,问 题出在发动机上。反之问题出在控制系统上。为此,在火箭紧 急关机后立即成立一个小组到火箭旁查明火箭状态以分析故障 原因。第一步是检查发动机工作状态,这需要人员爬上发射台 打开火箭舱门通过箭上测试插头对火箭发动机电爆管进行阻值 测试。 现场经简单商量后决定:排故小组由基地发射团技术股一 岗出两人:胡世祥、段松均。二岗出两人:穆元良(一部)、 潘绍珍(12 所控制系统负责人,后为 12 所党委书记)组成。 火箭测发阶段加注前后对安全性有完全不同的要求。由于 推进剂的剧毒性质以及他的易燃、易爆特性。所以国际上对加 注后一般要求进行远距离操作(西昌用 CZ-2E 发射休斯公司卫 星时外星技术人员待在西昌)。人员必须进场操作时有严格的 限制和防静电、防爆等要求。测试工作一般在加注前进行。现 在出现紧急关机后排故,是泄出推进剂后进行还是在加注推进 剂下进行?为了尽可能保存火箭原始状态以找到故障,决定冒
我为航天工作五十年— 66 — 险进行加注状态下进行排故。鉴于火箭已装满几百吨燃料,任 何处置不当都会引起灾难性后果(苏联曾发生过在火箭加注推 进剂情况下排故不慎触发二级发动机点火引起火箭爆炸,现场 自火箭元帅以下一百多位将军、专家惨死的悲剧)。大家比较 紧张。好在我们有最严格的安全操作预案:首先断开了所有箭 上电池,火工品与系统的连接。地面电源断电。但有一个状态 大家看了之后还是倒吸了一口凉气:四五十米长的火箭是像筷 子那样依靠自重直立在发射台上而没有任何束缚。由于发动机 工作后产生的滚转力矩造成火箭点火后在发射台上产生了微小 的滚转,原用以防止火箭发生倾倒用的防风螺栓已无法插入发 射台螺栓孔以保火箭不倾倒,火箭立在发射台的四个支点只有 三个仍支撑在发射台上,第四个支点大部分已悬空。因此存在 着因意外外力或震动引起火箭倾倒的风险。加之,紧急关机在 我国是首次出现,如何处理缺乏经验。在这种情况下排故和处 理火箭风险极大。排故及处理火箭成了“烫手的山芋”。(事 后当时还是小参谋的胡世祥开玩笑说:“真恨不得用一颗手榴 弹把它炸了”)。当时,现场并无大领导或专家进行指导或参 与排故。因此现场的排故就像平时测试那样由现场参试人员商 量后就开干。 酒泉地处北方,记得当时还不是严冬,但发射台上经刚才 发射时的消防水一喷,台面上已结上一层薄冰,非常湿滑。由 于发动机关机后有些活门未关严,这些活门或喷口不时有黄烟 冒出。火箭旁有浓浓的鱼腥味(火箭推进剂的味道),大家知 道有毒,都盼着快点检查完好离开此地。 一行人小心翼翼地爬上发射台或操作平台,走到电爆管测 试窗口进行操作。一抬头看到黑夜中远处的一字长蛇阵汽车灯
工作篇— 67 —第二辑 光,知道这是参观的或无关的同志们在撤离现场,不免有着一 丝悲伤。谁叫我们摊上了呢。我们必须坚持职业操守,把任务 完成好。测试完毕,发现四台发动机中有两台没有启动。发动 机总推力小于火箭重量,所以火箭无法离开发射台,地面自动 装置实施了紧急关机。已启动的发动机点火电爆管均已工作, 但电爆管桥丝未像原想象的那样桥路已烧断,而是处于接壳短 路状态。未启动的发动机电爆管桥丝阻值正常,证明电爆管没 有起爆。起爆电流是由地面电源经脐带电缆脱落插头向弹上提 供的,为什么地面设备没能对另两台发动机电爆管提供起爆电 流?我们又回到地下室查地面点火设备情况。经过用增加笔录 仪记录的等效器测试试验,发现是点火供电电路中存在潜电路 (俗称串电):当前一组电爆管点火时,在控制点火 TC(脱落 插头)脱落动作的继电器线包母线上出现了潜电压。当多组电 爆管起爆后桥丝出现接壳短路时,潜电压超过继电器动作电压 门坎值引起控制脱落连接器脱落的继电器误动作,使点火 TC 提 前脱落,点火电路被断开,点火中止。 第二天天亮,当火箭状态已清楚,故障原因已找到。指挥 部决定泄出推进剂打开所有仓门时,才发现有些管路接头处渗 出的推进剂以“文”火方式烧了一夜(偏而甲肼和四氧化二氮 接触后能自燃)。 当然,紧急关机后排故的风险不仅存在于我们的排故过程 中,后面的加注人员同样冒风险:他们要将火箭推进剂泄出, 工作时间更长。 潜通路的发现为 DF-5 型号消除了一颗电路中的定时炸弹。 类似的案例美国红日导弹也发生过:红日导弹在成功发射 49 次 后,第五十次由于点火电路中存在的潜通路,使发射时出现导
我为航天工作五十年— 68 — 弹起飞后又关机坐回到发射台上的事件。该案例成为可靠性设 计教材中潜通路问题典型。 这次 DF-5 点火电路潜通路事件使我们重视了潜通问题研究。 排故成功也使胡世祥荣立二等功一次。为了及时向领导汇报, 参与故障分析的主要人员坐专机(据说是康生专机)飞回北京 向中央专委钱学森等汇报。我个人也是第一次坐上了飞机。 火箭的发射试验充满着不安全因素。例如: 211 厂魏文举 师傅在 CZ-2E 加注时因排故抢险而中毒牺牲。许多奋战在戈壁 滩上的部队指战员因常年接触有毒推进剂而早逝,这些都是共 和国的英雄,值得我们纪念。
工作篇— 69 —第二辑 首发尖兵返回式卫星发射折戟沉沙 随着战略火箭 DF-5 的发射成功,以 DF-5 为基础经改良后 的运载火箭型号 CZ-2 和有效载荷返回式卫星“尖兵一号”研制 也在加快进行。终于在七十年代的一天,我国首颗返回式卫星“尖 兵一号”及运载火箭 CZ-2 运抵发射场并通过技术阵地、发射阵 地测试、加注推进剂等待发射。 按下“点火”,火箭终于起飞了。不久,火箭姿态“摆” 了起来,而且越摆越大,终于在一次大幅度摆动中火箭触动姿 态自毁系统而在空中自毁。由于发生在火箭程序拐弯不久,因 此残骸就坠落在发射台旁。时任尖兵一号卫星总师的孙家栋注 视着遍地亮晶晶卫星残骸(卫星保温衣)蹬在地上无奈地对我 们说“我们那么多人辛辛苦苦干了几年的劳动成果就这样没等 表演就没了”,让我们感到十分惭愧。 就在大家胡乱猜测故障原因时,遥测胶卷判读传来消息: 是滚动速率陀螺通道无信号导致稳定系统失稳,火箭自毁。 为找到故障原因,性急的 211 厂测试工段工人在征得发射 团同意后,一剪刀就把滚动速率陀螺连带电缆剪下送往单元测 试实验室分析。不久,结果出来了:从空中坠落的滚动速率陀 螺残骸测试居然通电功能正常。插头连接亦无问题。那问题就 出在电缆网导线上了。于是倒查电缆网导线是否有断线。果然,
我为航天工作五十年— 70 — 发现箭上速率陀螺电缆网导线中部有一处导线断线,将断线返 京后交 703 所材料专家分析,认为是导线多次弯曲疲劳引起脆 性断裂所致(断口处无塑性变形因此不是受外力拉断或切断)。 联系到 发射阵地测试时箭体曾出现大回路抖动及进行排故多次 重复试验的情况,因此故障定位在箭体大回路抖动和导线过细 (0.2 平方毫米截面积)上。为此,新改进型火箭 CZ-2C 稳定系 统设计了防(箭体)抖动电路,电缆网加粗了导线(或关键电 路采用双点双线),为防止火箭起飞前系统就出现故障漏检又 增加了射前功能测试等。 由此,由于元器件单点故障引起的 DF-5 第二发发射和这次 尖兵卫星发射失败,引起控制系统为消除单点故障所做的可靠 性设计改进,使火箭控制系统可靠性上了一个台阶。火箭设计、 制造技术日趋成熟,发射可靠性明显提高。同时,由于一发卫 星比一发火箭费用高得多,因此,在制定卫星发射方案时,采 用更稳妥的方案:今后重要任务应选用经过飞行试验考验的相 对成熟的火箭发射。
工作篇— 71 —第二辑 参加 DF-5 首次地下井热发射 作为洲际火箭的 DF-5,为了提高生存能力,必须采用地下 井发射方式。为了考核地下井和火箭的设计,进行地下井发射 试验是必需的。为此,在火箭经过一系列地面发射成功后,下 一个目标就是地下井发射。 地下井修在山西岢岚境内 25 基地(现太原卫星发射中心)。 这是总装备部所属的第二大发射场。场内除少量骨干外,大部 分都没有参加过火箭发射。场内官兵急切地想学习 DF-5 火箭知 识和测试发射火箭技术,赢下该基地的首战胜利。由于我的操 作细则是他们执行任务时的操作依据,因此对我的讲课特别重 视。讲课时教室内座无虚席。我从原理、操作方法,注意事项 及发生过的故障等讲得很仔细,部队比较满意。 测试发射任务进行得很顺利,我以控制系统二岗身份协助 部队完成了操作发射任务。飞行试验圆满成功。大家胜利回京。 若干年后,我再次去 25 基地执行任务。任务完成后我意外 地受到基地领导的接见。基地领导说感谢我上次地下井热发射 时的讲课。这时我才注意到这几位领导曾是导弹核武器试验中 的“B”角。是除“A”角以外另一支导弹部队(核武器试验时 两支部队轮番操作)。后来“A”角部队去了西昌发射场成了主 角。“B”角部队去了太原发射场成了主角。原“B”角操作员
我为航天工作五十年— 72 — 现成了基地参谋长。上次地下井发射时因时间仓促未及打招呼, 这次才向我打招呼并对上次讲课及指导工作表示感谢。这使我 十分感动。临别时,送了我一麻袋土豆和一盒太原卫星发射场 纪念银币。 这件事使我深深地体会到操作部队对掌握导弹知识和测试 发射技术的渴望。因此,我们在技术交底时工作应做得更细一些, “底”交得更透一点,别人少走许多弯路,会感谢我们的。
工作篇— 73 —第二辑 聚沙成塔、积液成浆——我的航天学习之路 我的工作岗位是电气系统总体设计。由于专业面非常广, 加上与大学所学专业不完全对口。因此学习提高只能是结合工 作需要,“带着问题学,急用先学,立竿见影”。 在经过苏制 1059 导弹仿制,自行研制 DF-2/DF-2A 之后, 我基本上实现了专业改行。通过两弹结合试验,我学到了类似 可靠性工程中 FMEA 分析方法,分析电路设计中的漏洞和薄弱环 节。这使我能在新型号研制中,对控制系统弹上和地面测发电 原理图的设计,提出不少改进意见而受到欢迎。这也是我在重 大发射、测试和飞行试验故障分析中能获得主动的原因之一 。 获得主动的另一原因是我的学习韧性:即使我已学习过某 些电路图和文件内容,但我在每次执行任务前仍要再仔细阅读 图纸和文件,熟悉有关内容,思考是否还有疏漏问题等。经常 会有新问题的发现而窃喜。这使我想到了我军两位战神级的统 帅林彪和粟裕在每战前必有观看地图的习惯。这也印证了毛主 席“凡事预则立,不预则废”的正确性。 第三个原因是我注意向研制单位、部队学习;向国内、外 有关单位学习,向标准规范学习。 前面解决了学习内容问题,还应解决学习方法问题。我的 方法一是要学以致用。例如 : 关于潜通路识别问题,文献中指出,
我为航天工作五十年— 74 — 电路拓扑结构中“1”字形最好 ,“H”字形最易发生潜通路。我 牢记这点,结果,在一次动力测发系统潜通故障归零评审会上, 当会议主持人分发文件后不久,会议尚未开始时,我一眼就看 出电路改进方案中仍存在 “H”型结构,存在潜通路而不能归零。 于是经协商,会议取消,重新进行归零。 二是要积累并学习自己和他人已发生过的故障案例,使他 人积累的经验为我所用。每天进步一点点,日久进步一大步。 我是搞测试的,经常遇到故障。一次用九牛二虎之力排故后发 现所排故障不久前就遇到过,如果当时自己能认真记录、总结, 这次再遇到时即可直接运用。为此,我十分注意学习、积累自 己的、他人的故障案例和经验,总公司、一分院、一部及型号 编著的故障启示录成了我最好的学习和研究材材。这些他人的 宝贵经验帮助我解决了不少故障,我成了受人欢迎的“二传手”。 如 CZ-2F 测量系统在测量故检逃逸系统参数时出现干扰, 在归零评审会上我一眼看出此问题是曾归零评审过的。我拿出 他们自己十年前写的评审报告后。总师说了句“真丢人”,会 议就此结束。问题按原归零报告要求执行。 三 是 要 对 一 时 理 解 不 了 的 问 题 要 坚 持 探 索。 例 如: GJB3590-99 航天系统电磁兼容性要求中规定对电气系统供电电 路采用一次电源、二次电源均采用接地体制。国内外航空、航 天系统飞行器、飞船、卫星均贯彻,而处在同一飞行器中的我 们为什么不采用?我通过十多年的查阅资料、报告、与向专家 请教并收集实例才弄清机理写成“浮地与接地”技术报告,受 到有关人员的欢迎并以此为基础向院领导建议。虽然建议尚未 在我院重点型号中采纳,但已为越来越多的人赞同。我相信由 于该项技术对航天电子系统环境适应性、可靠性、经济性方面
工作篇— 75 —第二辑 的性能提升将最终被采用。 聚沙成塔、积液成浆。航天需要大量各行各业的专家及积 累经验,即所谓“工匠”及“工匠”精神。我理解的“工匠” 精神是对自己本专业的要求做到精益求精、工作做到极致。 1993 年 3 月作者于美国加州会谈处大门口
我为航天工作五十年— 76 — 成为航天系统接地问题“专家” CZ-3A 型号研制开始,电气系统全面进入半导体、集成电 路时代。对供配电系统的要求由三相四线制进化为三相五线制。 由于零线地线接法不当出现了不少干扰问题。CZ-3A 发射场合 练发生了不少因接地不当而出现的干扰及损坏设备情况。现场 也常因接地问题各单位、各系统争执不休而影响工作进度。七 机部刘纪源部长在合练结束后责成 一部对这个共性问题拿出一 个统一的解决办法来。 回京后,我意外地得到了一份不久前出版的国军标“航天 系统地面设施电磁兼容性和接地要求”及宣贯材料。我惊喜地 发现材料中居然有我们合练中几个单位刚争论不休的“伺服机 构中频电机是否能和技术设备(测发设备)共用同一电源”问 题。该问题标准中答案与我们的试验结果相同,但我们是花了 三天做了专题试验才得到了结论。如果我们早一点得到标准, 就可以省去三天时间并统一思想。由此,激发了我学习先进国 家标准的兴趣(该标准从美军标转换而来)。为了验证该标准 在我国国情下的正确性、实用性,我与院负责这方面工作的单 位合作建立了一个与接地相关的研究课题。通过该课题收集了 几十个与接地相关的故障及归零措施案例。用国军标作为理论 指导,院型号实践经验作为基础,制定出适合我国国情的院标“Q/
工作篇— 77 —第二辑 Y177”。在 CZ-3A/CZ-2C/CZ-2F---- 等型号及酒泉、太原、西 昌等发射场得到应用和验证。最后作为教材,在总公司为两总 举行的可靠性培训班中“电磁兼容性和接地”一节宣讲过十余期。 还到航天 171 基地、二炮 x 基地等授课及参与接地问题归零评审。 这又反过来加深我们对标准的理解和推动我们对接地问题的研 究。 当然,在新标准的贯彻过程中,也充满了争议。例如:由 于一院型号研制导弹与运载火箭研制分属两支队伍。因此,有 关导弹对是否也应该使用该标准要求的综合接地网方案存在疑 虑。出于分系统的强烈要求,总体曾一度退让同意导弹控制系 统采用独立接地而形成一枚火箭有两个接地点方案(见 xx 导弹 安全使用手册),后来在二炮的强力反对下才被迫取消了该方 案采用国军标统一接地系统方案。两个接地点方案使接地系统 设计走了一段弯路,造成了一些损失。可见结合中国国情,虚 心学习国内外先进经验是多么重要。 目前,广泛地收集国内外设计标准、规范和案例,结合我 们在型号研制过程的经验并“举一反三”,最后形成我院标准、 规范已成为进行型号改进设计的主要方法之一。
我为航天工作五十年— 78 — 又成为绝缘电阻和漏电问题“专家” 在我从事测试工作的过程中,不加电时的绝缘电阻和加电 下的漏电检测不合格是遇到的最常见也最烦人的故障之一。 为什么说是“最常见”,因为它是每个系统确保安全可靠 的必做项目。“最烦人”是因为它可能涉及系统的各单机和各 电缆网,要故障定位可能需要一段段检查,有时需要花费几天 时间,把系统拆了个七零八落,遇到出现时而出现、时而消失 的不稳定的“软”故障时,故障定位更是大费周章。 据此,我根据大量实践经验总结出:可以用“分析法”“分 段检查法”“判断性试验法”“经验法”“状态比较法”、--- --- 等一系列方法对故障部位快速定位(详见航天丛书“液体弹 道导弹与运载火箭系列”总体中册)。 极端的案例发生在 CZ-3B Y5 箭发射过程中,火箭已处于进 入发射准备阶段,阵地准备加注推进剂,进行加注信号联试时, 突然发现发控台上电源 2 出现负漏电。此时全箭已通过四次总 检查,全箭技术状态已冻结,不容许触动任何仪器和连接器, 在此状态下,参试人员处于两难境地:排除故障吧,此漏电涉 及控制、动力两大系统数十台箭上、地面设备和电缆网。仅“故 障定位”就可能断开数十个连接器并排故后重做总检查推迟发 射。不排吧,电源母线漏电涉及火工品供电安全,如果火工品
工作篇— 79 —第二辑 电路漏电引起火工品误动作则会导致发射失败。 根据加注信号联试阶段出现的“一开始出现负漏电,发动 机地面预冷程序进展到某一步时又变为正漏电”现象,我们根 据漏电原理分析出漏电一定与地面设备中该步继电器动作有关。 进行多次重复试验确证故障定位在该继电器后,更换了该台设 备,故障排除。由于该设备系地面设备,排故过程中未触动任 何箭上设备以及箭地连接器,因此在对新更换设备进行全面的 设备及连接状态检查后,火箭重新进入发射程序按时发射。返 京后对该故障继电器进行解剖后证实:由于“银离子迁移”导 致继电器触点在动作后绝缘下降出现漏电。至此,该故障分析 工作圆满结束。 此事件中,一个看来可能引起“大动干戈”的故障能顺利 而快速得到了排除。某所的同志戏称我为漏电“专家”。为此, 我以我的大量实践经验撰写了“绝缘电阻和漏电故障检测”技 术报告。
我为航天工作五十年— 80 — 成为总公司为两总举办的可靠性培训班教员 二十世纪后期,随着对外开放与交流的深入,一些边缘学 科如可靠性和电磁兼容性设计技术在我国火箭研制中得到了运 用。为了更好地在新研型号研制中推广这些技术,总公司在河 北廊坊举办了可靠性培训班对两总(总师、总指挥)级别的领 导进行可靠性技术培训,“电磁兼容性”也包含在其中。 由于讲课内容需要结合工程实际,考虑到当时我在火箭测 试发射过程中运用标准解决了许多电磁兼容和接地问题,我被 邀请作为培训内容中“电磁兼容性和接地”一节讲课教员。 接地是我正在研究的课题。与学校所学专业相近并有标准 和大量实例可用,因此比较自信。“电磁兼容”是全新的学科。 我就借用了一院 704 所某参加过出国培训同志的讲义加上我在 实践中遇到的案例制成教材。讲课用 PPT 请有关同志制作。 讲课在廊坊原华北航天工程学院一间大教室进行。面对下 面一片黑压压的领导不免有些紧张。好在我一想,内容都是我 熟悉的,我比他们熟悉。因此心里就坦然了,两小时的课一会 儿就过去了。会后,稍作休息,吃了顿工作餐,有专车把我送 回了家。 在补习班上我认识了一些领导,有些领导下课了还与我讨 论了一些问题。如一位领导问我 LVDS 信号线如何屏蔽。我还真
工作篇— 81 —第二辑 不知道,回单位后请教专业人士才回答哪位领导。有的领导还 联系我到他们单位讲课。 这样的培训班每年一期,共举行了十几期。讲课教材经整 理后成为周正伐主编“航天可靠性工程”中的一节。
我为航天工作五十年— 82 — “授人以鱼”,不如“授人以渔” 中国科学院空间应用工程与技术中心从一院 702 所采购了 一台大型振动台。这是空间应用卫星环境试验所必备的重要设 备之一。投入使用后一直受电磁环境困扰而工作不正常。研制 单位方和用户方众说纷纭,问题一直没有得到很好解决。 该单位听人推荐后邀请我参加该问题研讨会。一辆车把我 从南五环经两小时拉到北五环外航天城。因为事先对会议内容 毫无了解,无法进行准备,只好带上我的全部电源配电和接地 资料去参会。一到会场,面对各种提出的问题和意见,我首先 将地面设备电磁兼容相关标准及机理进行了解释,后将一院遇 到的类似问题案例作了介绍。一场研讨会演变为一场以我为主 的宣讲会和讨论会。会议决定会后按国军标要求和一院经验制 定出对供电和接地整改方案后再进行评审、施工、验收。主办 方希望我将所带资料,研究报告留下。因为有备份,我愉快地 留下了所带资料。 若干时间后,我关心地问起问题解决得怎样了,对方告诉 我问题已按会议精神圆满解决。我悟出了“授人以鱼不如授人 以渔”的道理。
工作篇— 83 —第二辑 CZ-3 首飞基地现场测试扣了十二所奖金 火箭控制系统由十二所研制提供。因此,十二所是我们搞 测试人员的老师。但是我们同时又是代表总体向十二所提出任 务书,对控制系统有“把关”任务。因此,可以对控制系统说“不”。 CZ-3 低温液体运载火箭是我国八十年代国家航天事业的“三 抓”任务,是航天发射的重要里程碑之一。 一部电气总体人员跟随大部队进驻西昌发射场参加发射场 测试。由于是首飞,大家分外小心谨慎。 与以往型号测试不同的是,这次我们在技术阵地模飞总检 查时增加了一次箭地连接器全脱、全拔状态的模飞总检查。 增加总检查的目的是:使全箭电气系统工作对飞行状态 做到完全覆盖,防止出现潜通路而漏检(当时已出现过遥测系 统和箭上计算机测试中因未覆盖飞行状态而出现过潜通故障漏 检)。该状态遭到十二所部分设计人员特别是计算机自动化测 试人员的强力反对。理由是该测试状态中十二所计算机自动测 试系统若不参加,模飞中全箭状态全靠遥测系统判断是否正常。 他们认为遥测系统工作不可靠,模飞中控制系统若出现故障单 独依靠遥测系统难以定位。两总系统在听取双方理由后认为遥 测系统飞行中要用,没有那么不可靠。实现模飞总检查测试覆 盖性更重要。为此,同意在技术阵地增加一次总检查。十二所
我为航天工作五十年— 84 — 控制系统负责人同意了领导决定。但当时正值文革期间,十二 所搞地面计算机自动测试的人员又以此状态在北京没协调过为 由拒不配合,一部说此事协调过,并有文件发往十二所。十二 所说没发。两总震怒,要求彻查此事。彻查发现:北京地区一 部细则已发到十二所资料室。只是十二所没有注意查阅。 由于十二所部分人员在此问题上的态度蛮横,一度使现场 工作受到影响,两总系统决定扣十二所奖金。 一场“风波”就这样结束了。虽然这次增加的一次全脱、 全拔模飞总检查没有发现电路潜通路问题。但该做法在后来的 CZ-3A 型号匹配试验中发现了遥测系统数字量遥测电路因地测系 统不参加而引起的长线传输中波形不匹配的潜通问题。避免了 飞行中遥测系统丢失数字量参数的故障。目前,该状态已成为 火箭电气系统匹配试验模飞总检查状态标配。
工作篇— 85 —第二辑 牵引安全自毁与动力测试发控系统研制 火箭进行飞行试验,除需要有对火箭飞行进行控制的控制 系统和对各系统工作情况进行监测的遥、外测系统外,还需要 增加原苏制 1059 导弹不具备的对火箭在飞行故障状态下终止飞 行的安全自毁系统等。 安全自毁系统虽然功能要求简单,但对可靠性和安全性极 高。既不能误炸好弹,也不能漏炸坏弹。 任务交到我组。由于我对 1059 导弹控制系统电原理图进行 过学习并在执行 DF-2A 两弹结合试验中进行过研究。通过逆向 设计逐渐掌握了由德制 V2 和苏制导弹大量发射积累的有关测试 发控和弹上电路图设计原则。因此,对控制系统箭上和地面测 试发控电路可靠性和安全性设计原理有一定的经验。这些经验 可以使我对安全系统的电路设计从可靠性、安全性方面提出改 进意见。例如:我在某型号安全自毁系统电路设计时,根据控 制系统设计经验提出了十多条改进意见,基本上都被采纳了。 在研制 CZ-3A 型号时,考虑到操作与排故方便,需要将动 力系统测试发射从控制系统中独立出来自成新系统。承担该任 务的是研制固体型号火箭的一位老同志,不了解液体火箭动力 系统的工作原理和使用要求。由于我了解要求并熟悉动力系统 测试发射过程,且原控制系统测发电原理图中动力测发系统控
我为航天工作五十年— 86 — 制电路部分是我在任务书中设计并经过实践考验过的,只是通 过向控制系统提出任务书由控制系统测试发控系统实现而已。 于是我方便地将此部分搬过来,与那位老同志配合,顺利地完 成了系统设计。 由这件事我体会到深刻理解并掌握控制系统电路设计原理 的重要。处在总体位置可以先当学生,后当老师。
工作篇— 87 —第二辑 亚洲一号发射中的囧事和总体测试 发控系统研制 由 12 所抓总,上海新卫厂研制的火箭地面计算机自动化测 试系统是我国第一台用于火箭测试发控的系统。该系统使 CZ-3 型号火箭的测试发射技术上了一个台阶。但新型的液体低温发 动机的使用使采用集中式测试发控的火箭测试发控系统暴露出 了一大问题:由于动力系统发射准备和操作指挥已大为复杂, 原先的以一台计算机构成的集中式自动化测发操作模式已不再 满足要求。例如:CZ-3 发射时发控计算机操作台前已拥挤不堪。 控制、动力两大系统的“一岗”“二岗”,甚至“三岗”人员 都挤在发控台后,了解并随时应对可能出现的意外情况。此时, 控制系统要进行关键的瞄准和射前诸元装订等操作。但同时, 动力系统也要进行“增压”“预冷”“吹除”“补加”“连接 器脱落等”等操作。两系统任何一次操作或排故不当都可能引 起严重后果。CZ-3 在执行首次发射卫星“亚洲一号”任务时, 发射前四分钟动力系统增压完毕,进行加排连接器脱落。随着 连接器脱落,白雾包围了连接器周围箭体,箭上氢排管出口处 白雾特别明显。是箭体氢箱保险阀或氢箱排气阀失灵没有关死? 若如此,将会造成火箭飞行中三级飞行段故障而发射任务失败。
我为航天工作五十年— 88 — 已升任西昌卫星发射基地司令的胡世祥询问任新民、谢光 选两位院士及以下研制单位二岗专家能否发射。因为缺乏信息, 现场出现了专家们无法作出判断和应答的窘境。考虑到低温火 箭中止发射进行排故会遇到重新对接连接器、泄出低温推进剂、 储箱绝热层脱落、共底抽真空、吹除等一系列没有前期经验的 风险,在权衡得失利弊和风险后,基地司令胡世祥果断地决定 发射。幸好,火箭起飞后工作正常,我国首次发射的卫星亚洲 一号准确入轨。 事后,根据重放火箭发射影像及箭上和地面大量测量参数 分析出火箭旁大量白雾并非箭上活门未关严,而是箭上管路中 的剩余推进剂挥发所致。但现场因缺乏监测和数据分析手段而 无法判断,造成非常被动的局面。 由于动力系统发射前测试覆盖性差,许多问题直到加注 推进剂时才能暴露,增加了发射过程的紧张和负担。发射过程 暴露了我们信息获取与分析能力差,指挥控制方式落后,集中 式控制不利于现场分析、排故、处置等问题。为此,新研型号 CZ-3A 考虑改进测试发控系统方案:除将动力测试发控单独自成 系统外,还要解决信息共享和指挥控制问题。为此,测量系统 提出接出几个终端给指挥和有关单位掌握信息使用,控制系统 也提出接出几块屏幕供指挥观察了解测试进程和参数等方案。 显然这些零敲碎打的办法无法全面满足火箭总体对各分系统统 一指挥、测试、管理、信息共享的要求。于是,组建总体测试 发控系统方案的任务落到了从未承担过测发设备研制的总体室 电气总体组成员头上。 我们提出了将原集中式测发系统改为分布式测发系统方案。 即将动力系统从原控制测发系统中独立出来并和原测量系统、
工作篇— 89 —第二辑 加注系统、推进剂利用系统、附加系统等用网络组成分布式测 发系统;为便于各分系统及与指挥间相互交换信息及实现统一 指挥、发控、通信,在网络顶层又成立了以以太网为架构的总 体网系统。 新研的运载火箭测发系统终于走上了与导弹集中式测发系 统完全不同道路:采用分布式测试发控系统。新牵引出的动力 测发系统研制由我组承担。总体网系统由我组和在总体部内计 算机室精通网络人员合作完成。至此,CZ-3A 建立了有控制、测量、 动力、加注、载荷服务 ----- 等多个分系统组成并具有两级指挥、 通信、信息共享、故障诊断、人工智能的分布式测试发控系统。 我从总体层面对两系统方案进行了牵引和初步设计。从总体需 要出发,“牵引”出新研究课题和新专业。该项目与电气系统 其他改进内容一起获得国家科技进步奖二等奖,我作为课题的 主要负责人之一,以仅为“总体副主任设计师身份”成为获得 “CZ-3A 运载火箭科技进步特等奖成员之一”是非常罕见的。
我为航天工作五十年— 90 — 荣获院“十佳良师”称号和其他 进入八十年代,随着重点型号的完成,国家开始奖励有功 人员和评定职称。我因为在飞行试验和研制任务中的表现被评 为高级工程师和享受国家特殊津贴。 在美国与勞拉公司谈判合影 进入九十年代,开始有大批年轻人进入我院。老一代航天 人面临退休,如何带好年轻人涉及航天事业是否后继有人的问 题。
工作篇— 91 —第二辑 随着 CZ-3A Y1、Y2 的发射成功,CZ-3B 发射国际通信卫星 的对外发射服务被提到日程。电气接口需要与美方多次协调与 试验,出国机会较多。考虑到改革开放后年轻人都希望出国看 看的心情,我主动提出将一次去美方进行协调的机会让给年轻 人去,自己当幕后助手。这大大地调动年轻人的积极性,加上 我能将我积累的经验毫无保留地教给年轻人,我因此而被评为 院“十佳良师”。 院十佳良师奖杯 CZ-3A 测试发控总体网系统开始进入设计阶段,按规定应设 置主任设计师并享受由单位免费安装电话(价值 5000 元)及其 他待遇的好处。一些人建议由我担任。考虑到该系统是全新系统, “责、权、利”一致有利于调动总体网系统研制人员的积极性。 我建议自己不当正的只当副的。事后证明,这样的分工内部气 氛是和谐的。
我为航天工作五十年— 92 — “长二捆”发射澳星的“坐地炮”事件 1992 年 CZ-2E 历经 18 个月奋战后首次在西昌发射澳星。中 央台现场直播发射盛况,由张宏民解说。 当塔架展开,脐带连接器脱落,火箭倒计时数到零秒时, 随着一声点火口令,火箭尾部喷出火焰人们翘首以盼等待火箭 起飞时,火焰突然又缩了回去。火箭立在发射台上纹丝不动。 大家明白这是发射失败了。好在火箭与卫星均完好。现场处理 由于有 DF-5 第二发紧急关机处理经验垫底,现场总指挥基地司 令员胡世祥原是 DF-5 第二发发射紧急关机后现场排故基地方控 制系统一岗指挥。故障分析、抢险、推进剂泄出和返厂等善后 工作等进行得有条不紊。 我当时在北京,应邀参加了故障分析小组。当我们在院礼 堂等待前方归来的参试人员汇报情况,只见他们一个个风尘仆 仆拉着行李箱直接进入了会议室讲起了故障情况和初步分析结 果: 在火箭进入点火程序后发动机启动过程中误触发了关机电 爆管工作。造成了发动机点火后又关机,火箭未能起飞。 为何在发动机点火过程中会出现“窜电”引起关机电爆管 误动?分析发现是 CZ-2F 一级及助推器发动机点火系统设计不 同于原长征火箭设计所致:电爆管点火由原地面点火改为由箭
工作篇— 93 —第二辑 上程序配电器点火。受到箭上设备体积、重量及研制进度限制, 箭上程序配电器沿用老程序配电器挖潜进行点火,出现了触点 严重超载情况。原程配触点长期工作电流仅允许 2-3A,考虑到 点火电流是短时且一次性工作,根据经验可放大到 60 安培。但 在发射时由于银锌电池使用特点,其第二周使用时空载(或低 负载)电压会很高,意外地推高了电池点火时电压,使点火电 流达 100A 以上,造成了点火程配触点间出现飞弧,引爆了相邻 的关机电爆管使 CZ-2E 紧急关机。 当实验室使用等效电阻进行模拟点火时,可看到当点火电 爆管触点闭合时,由该触点闭合时的颤振拉弧形成的白光可覆 盖附近 2-3 个相邻触点,而其中有一个正好是控制关机电爆管 供电的触点,因此由于点火电流过大引起程配触点间“飞弧”, “飞弧”电流串向关机电爆管电路引起紧急关机的模式被确认。 在改进点火电路及采用降额设计后,点火电路再未出现过 异常。由此,元器件使用中的降额设计要求开始被大家重视。 在程配触点间出现飞弧的原因分析中还有另一种观点(原 对外新闻报道中观点):认为是由于不文明生产引起的:在触 点间发现有含铝合金的颗粒状多余物存在导致触点闭合时接触 电阻过大拉弧引起。这种说法不够合理。因为要消除这种多余 物存在,必须增加触点清洗工艺并在超净厂房内进行装配才行。 但该程配仅是苏制 1059 产品改进而成,属二战产品,原设计触 点负载 2-3A。要求这样的产品及工艺达到目前的洁净度要求是 不合理的。 本案例说明:虽然 CZ-2E 在 18 个月内创造了许多我国航天 史上的奇迹。但由于工期过于紧张,许多工作比较粗糙,在研 制质量上存在一些隐患,终于在后期的发射过程中不断暴露出
我为航天工作五十年— 94 — 来。好在在其后续改进型 CZ-2F 设计中得到大幅度改进,终于 成为金牌载人火箭。
工作篇— 95 —第二辑 孙家栋的风采:记 CZ-3A 首飞 12 所箭机与 771 所箭机之争 771 所前身 156 工程处是原属中国科学院计算机所研究高新 技术的下属单位。由中国科学院院士沈绪榜领衔,是研制箭载 计算机的“国家队”。 火箭和导弹等多种国家重点型号箭载计算机均由其研制, 飞行中从未出过问题。12 所是控制系统研究所,原未研制过计 算机。 CZ-3A 火箭研制开始,出于事业发展需要考虑,一院未承担 过箭上计算机研制的控制系统 12 所提出要研制箭载计算机,院 同意了 12 所要求。由于是首次研制,产品初样阶段出了不少问题。 为此,总公司请 771 所专家帮助 12 所进行了设计改进并进入试 样研制。为确保国家任务 CZ-3A 型号能可靠按时完成,刘纪源 总经理要求 771 所按任务书要求同样研制一台计算机作为备份。 于是,CZ-3A 首飞飞行试验就有了 12 所计算机与 771 所计算机 之争。 12 所计算机经过初样、试样综合、匹配、仿真、出厂测试、 技术阵地测试及发射阵地一二次总检查。虽然出过一些毛病但 都解决了。不料在发射阵地最后一次总检查中出现关机时间不 准的问题。这增加了对 12 所计算机质量的疑虑。要不要启用 771 备份机代替之?
我为航天工作五十年— 96 — 一边是在 CZ-3A 任务控制系统研制中付出了巨大努力的 12 所;一边是从事箭载计算机研制的高水平专业所。如何处理此事, 刘纪源将此事交给了原一院一部出身的时任总公司总工程师的 孙家栋院士处理。 在故障分析会上,总体专业出身的原莫斯科航空学院毕业 金质奖章获得者孙院士居然问了几个有关计算机关机时间不准 的专业问题,难倒了 12 所设计师,加之由于 12 所无法圆满解 释关机时间不准问题的机理。于是,为稳妥见,首飞箭机改用 771 所机参加试验。当然,“临阵换枪”需要冒极大风险。其时 适逢箭上伺服系统故障,需要返京一周修理。在此时间内,使 用 771 箭机与全箭进行综合、匹配、仿真测试和第一、二、三 次总检查均取得成功。为此,指挥部决定用 771 箭机参加 CZ-3A YI 首飞。 由于 771 所箭机在此之前从未有机会与系统匹配,因此也 出现了匹配中问题:由于 771 箭机主频比 12 所高一倍,引起计 算机所发的关机脉冲宽度小了一倍。这在发现问题修改软件后 很快就改正了。 在十二所箭机与 771 箭机之争中我支持使用 771 所箭机。 因为用最可靠的设备参与国家任务使 CZ-3A 任务更可靠完成是 CZ-3A 队伍中每个人的愿望。时值过年,771 所箭机队伍在试验 队中处境十分尴尬,我只能私下给 771 队伍一些安慰。当然, 在发射场“临阵换枪”尤其是在三次总检查完毕后更换研制单 位产品要冒很大风险,孙家栋院士以超人胆识和能力定下此事 并使事件得到了圆满解决。虽然这次 12 所箭机未能参与 YI 箭 飞行任务,但它为 12 所掌握箭上计算机设计技术打下良好基础。 12 所研制的弹上计算机,在其后的某些型号中也取得成功。
工作篇— 97 —第二辑 参与 CZ-3B 首飞发射国际通信卫星 7A 出国协调 国际通信卫星是一家有多个国家参与的通信卫星组织。7A 通信卫星是国际通信卫星组织旗下的一颗重型通信卫星,重达 4.5T。由美国劳拉公司研制。由 CZ-3BY1 火箭发射。 为使发射过程星箭能很好协调工作,星箭需要在中美两地 多次进行弹道、环境、机械、电气等接口协调。为此,长城公司、院、 型号总体多次组团在国内与出国协调。我参加了其中四次赴美、 一次赴德出国协调。 出国能为我们开阔视野,观察与向世界学习的机会。例如: 首次出国时,时值 CZ-2E 发射澳星两成两败,火箭在飞行中跨 音速段两次出现整流罩、卫星解体一案的问题尚无定论,CZ-2E 发射澳星失败是中美航天界的热门话题。整流罩在飞行中损坏 是可能原因之一。与会代表中美籍华人专家提醒我们“不要用 设计导弹的思路设计运载火箭。可以用弹道风修正的办法减小 火箭飞行中的风载荷”以促进该问题的解决。该方案我方余院 士早就提出过,但因实施过程需要多个单位配合,一直未能实现。 这次经美方这么一说,“英雄所见略同。”方案很快就落实了。 现在已成为运载火箭发射流程中的标配。而“不要用导弹的设 计思想来设计运载火箭”也成为总体人员解放思想进行创新的 理念之一。
我为航天工作五十年— 98 — 赴美协调的第二收获是接触到西方的一些先进的设计理念 和标准。一页由劳拉公司提供的该公司卫星与阿里安 5 和 CZ-3B 电气接口差异对照表使我们看到了差距。该表反映了国际上通 用的电气接口设计思路和标准。例如:对于火工品起爆电流脉 冲持续时间阿里安 5 是 50ms,我们是大于 200ms, 脉冲持续时间 过长引起不同组火工品供电时间重叠,加重了火工品供电电源 的负担,有些过于保守,于是我们就降到 100ms 左右;为了确 保在低气压下电连接器分离时不至于拉弧及形成电磁干扰,严 格限制了连接器通过的电流及特性等。通过这些问题和其他诸 如“低冲击分离爆炸螺栓技术”“德驰电连接器”“电缆网压 接技术”等的引入,提高了我们电缆网和电气接口设计和制造 技术水平,激发了我们学习国际先进经验和知识的兴趣。 CZ-3B 发射国际通信卫星 7A 失利使我国航天事业遭到沉重 打击。美国国会通过的 xxx 条款中断了近期我国航天走向国际 市场的进程。但航天人的不断努力终使该型号发射通信、导航、 探月、探火等多种航天器成功而成为我国最著名的金牌火箭之 一。
工作篇— 99 —第二辑 长征火箭发射最大的一次惨烈事故纪实 CZ-3A 系列火箭是我院发射最多的金牌功勋火箭。我国大部 分通信、导航等高轨道卫星和嫦娥、探月、探火飞行器等国家 重点工程项目均由其发射。该火箭也是我国大部分航天老同志 的谢幕之作。这样一个集中了第一代航天人智慧结晶的火箭在 研制初期,仅因一小小的集成电路故障,导致在一次重要的国 际商用通信卫星发射中失败,造成了人员重大伤亡:死 6 人, 伤 58 人(其中我单位死两人)。成为我国航天史上迄今为止最 惨痛的发射事故。 CZ-3A 系列火箭于八十年代开始研制。基本型为 CZ-3A。利 用 CZ-2E 捆绑技术捆绑两个助推器组成为 CZ-3C。捆绑四个助推 器成为 CZ-3B。助推器和捆绑技术通过 CZ-2E 多次发射证明是可 靠的。因此只要 CZ-3A 研制成功了,CZ-3B 发射成功应无问题。 国际通信卫星组织正是按照这种逻辑为我们制定了几个节点的 考核标准:CZ-2E 捆绑火箭成功 +CZ-3AY1/Y2 发射成功就可用 CZ-3B Y1 首飞发射国际通信卫星 7A。 为满足卫星在星箭分离前全方位姿态角调整需要,与 CZ-3 相比,火箭控制系统有一个重大改进:惯性平台由三框架改为 四框架,增加了一个随动环。 八十年代,国民经济百废待兴,国家财政极度紧张。由于
我为航天工作五十年— 100 — 国家拿不出钱购买进行 DPA( 破坏性物理分析 ) 的关键设备和不 掌握 DPA 技术,我国二次集成电路质量一直不稳定。因此,在 CZ-3A Y1/Y2 飞行试验完成后,剩下的质量不太好的集成电路元 器件就被用到了第三发 CZ-3B Y1 火箭四框架平台随动环上,为 CZ-3BYI 发射失利埋下伏笔。 发射当天,我在半地下控制室。担任控制系统指挥“三岗” 任务,协助处理测试发射过程中出现的问题。射前四分钟,动 力系统正在进行三子级低温发动机预冷、吹除、补压。控制系 统正在进行瞄准、诸元装订等动作。忽然,反映瞄准状态的光 点位置的电压表指针大幅度摆动了一下(这可能是四框架平台 出现故障的表现之一),经过操作员再次进行瞄准操作,指针 终于回到零位附近,发射照常进行。 按下点火按钮火箭起飞后,我照常起身准备随大流走出控 制室观看火箭飞行。不料刚走几步,就被冲出去的人群挤了回来。 回来的人群口中喊道:不好了,掉下来了。很快远处传来响声, 地面微微震动,电灯也灭了。走出控制室,外面是黑夜和满天 星空。 听说火箭落到了试验队驻地协作楼宿舍附近,大楼被炸, 回不去了。人们乘大轿车返回技术区厂房休整。由于基地市电 配电及照明系统受损,到处都是黑乎乎的,什么事也做不了, 只能待在原地待命。一会儿传来消息:一部有位老同志由于流 血过多,不幸死了。第二天又传来噩耗:一部又一位搞弹道的 专家死了。 前者是因火箭在协作楼附近落地爆炸,冲击波将门、 窗玻璃全部冲碎,人被玻璃碎片刺伤流血过多而死,后者被发 现在一大堆瓦砾下死亡。究竟是人在协作楼下被楼顶上轰下的 围墙拍死还是人在楼顶上看发射被冲击波轰下摔死就不得而知
工作篇— 101 —第二辑 了。 为什么会出现人员伤亡?是因为麻痹大意。某弹道专家发 射前就说火箭再偏也不会偏到协作楼这里。结果,就是这位专 家牺牲了。当时西昌发射场同时有两支队伍进驻:CZ-3 和 CZ- 3A。CZ-3A 发射时,CZ-3 队伍观看。这带来管理上的难度。一 些人为了看得更清楚,在拉警报要求撤离时躲在房内不出来, 发射时出来看发射,结果遭到重击,出现伤亡。 事后分析表明:故障在火箭起飞前就有苗头。火箭起飞前 瞄准仪表指针异常摆动就是征兆。如果射前能不为保护瞄准设 备而关闭瞄准窗,继续对瞄准仪表进行监视,当可从瞄准仪表 异常发现平台系统问题。然而现实中没有如果,火箭起飞后惯 性平台出现“倒台”,控制火箭像跳高运动员那样越过塔架, 成了一架轰炸机向协作楼方向飞去落地爆炸。由于附近小土丘 的反射,加强了冲击波,对协作楼造成更严重破坏。 发射结果分析表明:火箭姿态失控是因控制系统中四框架 平台倾倒引起。而倾倒是因为随动环一块二次集成电路损坏: 键合力不足引起。由此,能发现元器件质量问题的“DPA”(元 器件破坏性物理分析)能力不足问题受到高度重视。 本次事件后,国家投入大量资金,为确保集成电路电子元 器件质量的 DPA 技术很快取得突破。电子元器件质量大幅提高, 四框架平台质量也得到保证。此外,能代替四框架物理平台的 由捷联惯组构成的数学平台技术已日渐成熟,四框架平台逐渐 淡出历史舞台。运载火箭控制系统通常采用了由激光、光纤陀 螺和计算机构成的数学平台,由四框架平台倒台引起的风险不 再存在了。 本次发射还暴露出的其他问题是:一是离发射台距离仅
我为航天工作五十年— 102 — 一百多米的半地下控制室不够安全。因此,运载火箭开始采用 远距离测试发射,控制室被搬到 1-2 公里以外。 二是暴露了发射过程中对故障的诊断和分析能力严重不足: 如对三子级氢、氧发动机储箱加注过程中发现箭上储箱推进剂 只能加到 2 液位,无法加到 3 液位。在进行多次尝试未果后不 得已地面加大管路压力,使推进剂达到 3 液位强行发射。事后 发现,这是由于加注系统管路中过滤器脏物积累造成推进剂流 动不畅引起,强行加注使过滤网破损大量脏物进入了储箱从而 进入发动机,会严重威胁三子级发动机正常工作,因此,这是 错误的决定。 因此,在这次事件后,增加了许多测点,地面测发系统加 强了对火箭各系统的射前故障诊断和检测。
工作篇— 103 —第二辑 某导弹飞行故障不幸被自己言中 从导弹核武器试验开始,我就对控制系统箭上电原理图和 地面测试发射电原理图分外感兴趣。每次执行任务都要反复研 究其设计的安全性、可靠性、合理性并从中进行事故预想和故 障预案。 本世纪初我已经退休返聘,此时某导弹试验弹正处于飞行 试验阶段。由于前几次试验不很顺利,该型号队伍比较年轻, 领导遂安排我进入试验队给年轻人当参谋,“保驾护航”。 由于我没有具体岗位,到达基地后,我有大把的时间学习 与阅读资料和图纸。我花了两个星期仔细地阅读资料和图纸后 发现了控制系统弹上电原理图和地面测试发射电原理图在可靠 性、安全性设计方面存在某些薄弱环节。运用的是我从运载火 箭系列控制系统研制中得到的经验。由于当时研制队伍按型号 组成,该试验弹属导弹队伍研制,与运载火箭队伍交流不够。 因此,我从运载火箭经验出发发现的可靠性问题而提出的改进 书面意见多达十多条。其中有几条影响到成败。 事情反映到领导,一部领导知道后连夜安排人对我的报告 进行打印并上报院领导。据说院长安排北京地区 12 所专家研究。 12 所专家重点研究了两个问题:一是火工品电路起爆继电器是 单触点控制,在飞行中震动冲击恶劣环境下可能误通引起火工
我为航天工作五十年— 104 — 品误动作。应改为常开触点串联后使用。此问题一院 XX-5 飞行 试验中曾吃过亏,大家印象很深,所以一致同意以后改。另一 问题是飞行中控制系统二、三级电分连接器电分时缺少消反峰 电路,可能在电分时出现尖峰干扰使计算机死机造成发射失败。 此问题二院某型导弹发射过程中出现过两次,损失两枚导弹(总 公司“故障启示录”有记载)。一院运载型号均因此更改设计。 对此问题,导弹研制队伍并未重视。该型号设计师队伍和部分 12 所专家以“更改有困难”和地面测试几十次未出现问题为由 不同意更改。考虑到产品已达发射场无法更改。故这发产品冒 一定风险发射,取得了成功。 但在下一发产品发射中,导弹飞行至二、三级分离时,弹 上计算机出现程序跑飞而造成发射失败。在七车间的故障分析 试验表明:正是由于消反峰电路缺失导致二、三级电分离时出 现很大的电磁尖峰干扰,可能使计算机程序跑飞。其中,飞行 中的低气压和分离时其他火工品动作时产生的电磁场叠加,加 强了尖峰干扰强度,使地面测试时的小概率事件在飞行中成为 大概率事件出现。 此事件表明:加强与吸取国内外他人的经验教训、特别是 通过飞行试验取得的信息是多么重要。而我在此事件之后,由 于经常收集这方面的信息,因此受到各型号的欢迎,被邀参加 各种评审会,这又使我有更多地学习和了解情况的机会为各型 号服务。
工作篇— 105 —第二辑 协助解决二炮战训弹发射故障的“燃眉之急” 电磁兼容性是电气系统重要性能之一。是二十世纪六十年 代以来与可靠性等同时兴起的边缘学科。为此,二十一世纪初 我曾与院内另一同志一起收集我院有关电磁兼容性的文章与故 障案例多起,以内部书刊“航天系统电磁兼容性论文集”在院 内出版。也许是因为工作忙而许多人并未细看。 某导弹交付二炮后在某地进行战训发射。这是一次年度性 考核,二炮一营人进驻发射场。航天部型号总师带领设计师队 伍进场保驾。在技术厂房测试进行到一半时,突然发现弹上一 台设备的 422 发送口和对应的另一台设备的 422 接收口几乎同 时损坏。这个重大故障立刻中断了导弹整个测发流程,必须彻 底查清原因并排除故障后才能往下进行。 设计师系统在总师带领下,夜以继日分析问题,查找故障。 从设计原理,工艺质量 ------- 到外部因素如人体静电等进行 分析,都不能解释为何两台设备在同一条电路中几乎同时损坏, 更无法做故障复现试验和归零。分析陷入僵局。由于二炮一营 人都在等待故障排除后进行发射,所以对排故的压力巨大。总 师决定回京求援。 回京后,总师邀请各方面的专家广开思路一起进行故障分 析。我也在被邀之列。在听到同一条电路上的两台设备,一台
我为航天工作五十年— 106 — 是发送,一台是接收,几乎同时损坏时我不禁想起了收集到的 一个 CZ-2F 火箭利用系统光端机被烧毁的案例:由于接地设计 不规范引起零线干扰通过地线进入光端机形成共模干扰使 422 口损坏的案例。于是就在会上提出了该种故障模式。但发言似 乎并未引起大家重视。 会后,我越想越觉得该故障模式符合现故障形成的机理。 遂连夜给总师打电话阐述此事,并把对该故障进行归零的设计 师介绍给她,第一次电话觉得似乎没有说清楚,又打了第二次, 第三次。终于受到了总师的理解和重视。 第二天,总师把我提出的故障模式向大家做了介绍,并请 来了原利用系统光端机归零问题的当事人做了讲解。很快,大 家统一了思想,同意了该分析。并在技术阵地厂房进行了地线 干扰测试。实验表明:由于厂房内接地系统按老标准设计:零 线地线不分,导致保护地线上存在零线干扰,当厂房内其他动 力设备(如航吊)工作时,保护地线上存在的共模干扰电压量 级可达八、九十伏以上,远超元器件的允许值,导致元器件损坏。 在改进了技术厂房接地方式并更换故障设备后,测试继续 往下进行,最后,二炮发射顺利成功。 这次事件后,总师在总结会中对我们表示了感谢。并对我 们主编的载有上述案例的“航天系统电磁兼容论文集”进行了 再版。该事业部相关人员人手一册。由此,我成了战术武器事 业部评审会的常客。并应邀赴二炮相应基地进行供配电和接地 标准宣讲。 类似的情况还出现不少。如某基地 CAMAC 模块损坏怀疑是 地网问题;院研发中心在某城市试验中由于所用配电转接盒接 触不良导致保护地悬空,引入干扰烧毁设备问题等。不管什么
工作篇— 107 —第二辑 时候找我都乐此不疲地参与讨论,大多数都会得到满意的答案, 我也从中吸取了许多经验和知识。
我为航天工作五十年— 108 — “截胡” CZ-3A 型号研制初期各分系统都自成系统进行单机及所属单 元测试设备研制。一天,负责伺服机构单元测试研制的同志将 一份单元测试用供电电缆方案报告交到我手中,要我转交龙总 师批准。报告到手后我简单地看后觉得不对头,凭我的经验似 乎不要这么复杂,因为系统综合测试时也要供电,将系统综合 测试供电电缆稍加改动后就可满足单元测试需求。于是我另搞 一套方案将经费从 10 万降至四万。而且方便操作。总师批准了 我的方案,最后按我的方案执行。由此可以看出总体的优势: 搞系统的人熟悉系统测试;搞单机的人熟悉单机测试。但相互 间都不熟悉。我们站的位置比他们高:同时熟悉两方面,因此 能提出两家共用的最优方案。
工作篇— 109 —第二辑 厉建中敲了敲我的桌子 CZ-3A 进入飞行试验阶段。一次,讨论火箭发射时的安控 方案。以基地司令胡世祥为代表的一方提出了一个需要航天部 作出某些改动的方案。当然,该方案航天部需要承担一定的风 险而遭到航天部相关领导的反对。参会的我感到问题比较简单, 风险不大。于是,在会上冒失地发表了一个支持基地技术方案 的意见,顿时引起会场大哗。胡世祥(原二十基地控制系统一 岗指挥,时任 27 基地司令)很高兴。航天部领导对于我这门“横 炮”当然不高兴。会议主持人宣布休息十五分钟。历建中(时 任火箭研究院院长,现已双开并入狱)跑到我面前敲了敲我面 前的桌子,意思警告我不要乱说话。后来,会议恢复,主持人 宣布,经双方协商,同意安控按原方案进行,不再改了。一场 风波就此结束。 事后,我还担心是否会受到更严厉的批评,结果什么事情 也未发生。 我为第一代航天人的发扬技术民主精神感到欣慰。据说, 建院初期,钱学森曾为在一次讨论会上的态度专门写信向一位 青年同志道歉。 在航天攻克难关的科研路上,老一代专家发扬技术民主的 精神值得我们学习。
我为航天工作五十年— 110 — 王永志和“故障检测和逃逸救生”专家组 921 工程(载人航天)的任务是不仅要将航天员送上天,而 且要确保航天员安全。“一度故障保成功”“两度故障保安全” 是载人航天任务的设计原则。即力争火箭在两度故障的情况下 无法正常飞行时也要保证航天员安全回来。为此,CZ-2F 火箭设 置了故障检测和逃逸系统。该系统对火箭飞行中故障进行监测, 并在火箭无法正常飞行时使航天员可以像飞机驾驶员那样自动 或手动逃生。 “921”是一项庞大的航天系统工程。CZ-2F 火箭仅是 921 工程七大系统中的一个。七大系统中任一个出问题均将使任务 受到影响。 如何使这七大系统工作协调、可靠,不出现疏漏就成为完 成任务中的难题。工程总师王永志充分发挥了他卓越的组织能 力:通过 921 办组织了十多个跨系统跨单位的专家组定期(大 约每月一次)开会讨论,发现、提出、协调和解决问题。这种 组织形式既不影响专家在原单位的工作,又可发现和解决 921 工程实施中遇到的问题。参加的人员既有在岗的一线技术指挥, 又有已经退休的老专家。成员涉及各有关专业。用这种方法对 工程进行纵向与横向的全面覆盖不留死角。这种以成立专家组 的形式“一网打尽”新、老专家,使其在 921 任务的完成中能
工作篇— 111 —第二辑 充分发扬民主,畅所欲言并解决问题打下了坚实的基础。例如: 在神舟飞船一号(神 1)发射前,一院弹道专家余梦伦与 五院专家散步时闲谈无意中发现对飞行时序中关机时刻定义双 方理解不一致。根据五院专家的理解有可能造成一旦火箭推力 偏大而出现提前关机时,飞船某些重要指令无法发出。后来神 1 发射时出现了上述情况 , 但由于已预先据此修改了时序,才避免了飞船发射失败。 又如:在为航天员飞行中紧急逃生所设置的故障检测和自 动逃逸系统中,为避免出现误逃逸,在设置了火箭姿态角速率 超限逃逸判据时,又设置了必须在惯性平台因故障切换到惯组 时才使用的限制。该条件在神 5 首次载杨利伟飞行时起了作用: 在神 5 火箭飞行至二级飞行段时,二级伺服系统 3 分机突然停 止工作,由于此时火箭外干扰较小,火箭仍能稳定飞行。但出 现了姿态角速率超过自动逃逸门限值。由于设计了未收到“平 台切换惯组”信号而不能发出逃逸指令。故捡和逃逸系统专家 组及原设计单位的工作阻止了一次可能发生的误逃逸。我有幸 成为“故障检测和逃逸系统”专家组成员参与了其中工作。 在我参加过多个型号的评审和质量复查中,我感到 CZ-2F 型号发挥技术民主是最好的。 王永志在追求载人火箭 CZ-2F 安全性和可靠性方面不遗余 力,做到了极致。表现出巨大的胆识和勇气。例如:当他得知 惯导系统级冗余设计已日趋成熟并在其他型号飞行试验成功; 逃逸系统所使用的固体发动机缺少安全机构因此不符合国军标 安全性要求时,尽管 CZ-2F 已经过 Y1/Y2 两次飞行试验成功, 仍力排众议,冒着风险,果断地更改方案,采用捷联惯导对平 台系统级冗余、固体发动机加装了安全机构以提高型号可靠性。
我为航天工作五十年— 112 — 这种精益求精的精神也在使用中得到了回报:CZ-2F 自发射以来 成功率达到百分之百,成为名副其实的金牌火箭。而在首次载 人杨利伟的飞行中更是有惊无险地度过了一级飞行段的 POGO 振 动和二级飞行段的游机停摆事件,这无一不和 CZ-2F 的可靠性 设计和较大的安全余量有关。 作者在 CZ-2F 火箭转场中
工作篇— 113 —第二辑 CZ-2F 首次载人飞行二级游机停摆故障 CZ-2F 是我国专为载人飞行研制的高可靠运载火箭。前四次 (Y1-Y4)发射顺利成功。但在第五次发射(首次载人杨利伟) 时还是出现了两大故障:POGO 震动和二级飞行段游动发动机停 摆事件。 游机停摆事件是因控制游机摆动的三分机电机故障引起。 火箭飞行险些失控。只是由于火箭在二级飞行段干扰较小才仍 能稳定飞行。 初步分析表明:故障是因伺服系统三分机电机因发动机舱 内环境过热电机烧毁引起。但对于由双套电刷、绕组所组成的 电机冗余系统缘何能在 1-2 秒内就突然烧毁,电机立即停转难 以理解。也无法作故障复现试验。由院请来的我国八位电机方 面的专家、教授也觉得在这样短时间内烧毁难以解释。我是电 机系的,知道电机供电系统本身就是冗余设计的。由于另一套 电刷、绕组的存在,两套电刷、绕组很难同时损坏使电机立刻 停转。 由于曾经历过 DF-5 紧急关机排故分析,对火工品起爆后的 接壳短路情况印象深刻,因此在本故障的分析中我提出了控制 系统在飞行中电机供电电路状态与地面试验状态的不一致性: 飞行中由于与其共用同一电池的大量火工品(电爆管)起爆后
我为航天工作五十年— 114 — 电爆管会接壳短路,导致原是浮地状态的电机供电电路变为接 地状态供电。这大大降低了伺服机构电机供电的可靠性。使电 机供电短路需要正端、负端同时绝缘损坏变为现只要正端接壳 就会产生。 虽然缺少飞行中电爆管起爆后出现接壳短路的直接证据, 但是我从 CZ-2F Y1-Y5 五发火箭的飞行遥测数据电池电压曲线 下降情况可反算出短路电流有多大,接壳情况有多严重。负母 线因电爆管起爆而接壳,加上正母线由于二级飞行段发动机工 作时间加长环境温度上升而导致机壳、碳粉、电刷在低气压下 的正、负极间放电而立即烧毁。至此,虽然无法直接证明电爆 管起爆后引起的负母线接壳是造成电机停转的“元凶”之一, 但作为一种由此带来的设计薄弱环节被发现。CZ-2F 从 Y7 开始, 为了提高伺服机构电机供电可靠性,伺服机构电机与火工品供 电分开,箭上新增一块电池专供伺服系统电机用。而火工品起 爆后会接壳引起供电电路可靠性下降的问题再次被提出和重视。
工作篇— 115 —第二辑 发现了 CZ-2E 点火电路潜通路 ——助推器分离试验故障分析 为使我国进入国际航天商业发射领域。一院准备用十八个 月研制 CZ-2E,发射因美国航天飞机失事而出现发射服务空缺的 澳星。 CZ-2E 是我国研制的第一型捆绑型火箭。“助推器分离”是 该型火箭的关键技术。 由于时间紧迫,加之承担助推器分离试验的某所反映用于 分离实验的火工品点火系统设计和操作缺乏经验,领导决定助 推器分离点火系统就由一部自行承担设计和操作。于是任务就 落到当时主管 CZ-3A 队伍电气系统的我和另一位同志身上。 分离试验中点火时序不复杂:总共两个指令:“侧推火箭 点火”和“分离爆炸螺栓点火”,中间间隔 100 毫秒。我们委 托某厂研制了点火控制器,又按 CZ-2F 箭上起爆电路的拓扑结 构设计了电缆网。 分离实验的火工品和点火由我们操作。试验进行得很顺利, 助推器与芯级按要求成功分离。有关分离的角速度、位移及力 学环境等测量参数全部获取并且符合要求。分离试验可以圆满 结束。
我为航天工作五十年— 116 — 唯一有疑问的是侧推火箭与分离爆炸螺栓工作时间间隔似 乎不足 100 毫秒,而是只有一、二十毫秒。是点火控制用时序 控制器出问题还是测量系统误差大?我们对点火控制设备和电 缆反复检查也找不出原因。某承担测量工作的系统也被认为工 作稳定、可靠。分析一时陷入僵局。 试验总的看起来是成功的。点火时序不准无论是控制器问 题还是测量系统问题都不会在飞行产品中出现,也不会影响到 分离方案。工作似乎可以告一段落。 试验负责人不同意试验就这样结束。一定要我们把原因找 出来。在再三检查点火控制器和测量系统无果后,终于在一星 期后的一天早晨起床时我猛然想起 DF-5 第二发因共负母线引起 潜通路案例,会不会又是潜通问题作祟?找到试验电路图一看: 在侧推火箭供电同时,由于共负母线形成的压降存在(这在电 原理图上是看不出的),有部分电流流过爆炸螺栓,可能使爆 炸螺栓提前引爆。为此,立刻搭建模拟电路进行试验。果然, 在侧推火箭点火同时,潜电流即流过分离爆炸螺栓,螺栓即提 前起爆解锁。分离试验中“疑案”告破。 由于分离试验电路拓扑结构与飞行箭一致。于是 CZ-2E 箭 上点火电路存在潜电路被发现,这成为助推器分离试验的最大 “副产品”。 试验报告传到 12 所。12 所更发现:该潜电路不仅在助推器 分离时起作用,而且在火箭发射点火起飞时就起作用:当火箭 点火起飞时,部分点火电流就流过分离爆炸螺栓可能引起螺栓 解锁,助推器在火箭未离开发射台即分离。这是一幅多么可怕 的景象,这会造成火箭爆炸,星、箭、发射场俱毁。因此,可 以说,这次发现的潜电路消灭了一颗隐藏在火箭上的定时炸弹。
工作篇— 117 —第二辑 有同志认为此潜电路事件在模飞过程中火工品发火试验中 也能发现。这个看法是不对的。潜电路存在是一个隐患,但他 的爆发需要超过一定阈值:即潜电流足够大(超过潜通动作门 坎值)。模飞过程中的火工品发火试验用的是装少量火药的点 火头。点火头起爆后造成的“接壳短路”是小概率事件。君不 见 DF-5 第二发点火时出现的潜通事件在地面模飞总检查火工品 发火试验中未暴露,首飞发射时也未发现,第二发发射时才发现。 火箭飞行中真实火工品起爆时“接壳短路”概率比地面发火试 验大得多,因此潜电流也大得多,因此在模飞过程中火工品地 面发火试验不出现,但使用真实火工品的助推器分离实验就出 现了。此次事件后,“共负母线潜通路”再次受到火箭电路设 计师的高度重视。 多年来,当我们为曾经的分离试验发现了潜通问题而“沾 沾自喜”时,我们发现这次分离试验仍有欠缺:由于试验方案 过于简化,没有模拟到芯级外表面长排整流罩在助推器分离时 受烧蚀情况,导致在 CZ-3B 发射马步海外星时出现分离时侧推 火箭火焰烧蚀芯级长排整流罩内电缆,引起电缆短路造成利用 系统乱调节事件(CZ-3B 助推器分离方案完全同 CZ-2E)。 在进一步飞行试验时又发现:由于助推器分离时大量火工 品起爆后会造成的接壳短路,其短路电流会造成供电母线电压 下降,引起与其时序有重叠的后续火工品起爆电流不足,不能 可靠起爆。因此火工品起爆时序不能重叠。此外,火工品起爆 后接壳短路会引起负母线由浮地变为接地,电源配电系统要按 照接地系统进行可靠性设计。火工品起爆过程中的电磁干扰、 物理、化学反应及对火箭飞行的影响等在不断地被认识。由此 可见:航天工程,“认真”及“探索”永远在路上,没有终点。
我为航天工作五十年— 118 — 培养年轻人 航天工程需要薪火相传,培养新人。 二十一世纪初,我在五四青年节荣获院颁发的“十佳良师” 称号并获得奖杯一座,奖励我培养年轻人并在一次出国协调机 会中将机 会让给了年轻人。 临近退休,由于工作需要,我被新成立的六室聘为返聘专家。 在六室返聘期间,也曾多次发生过病、痛。如左右腿都先后出 现过骨膜炎,但我仍坚持带病上下班,当我七十多岁仍坚持骑 电动车上下班,被六室同志评为“感动六室人物”。 作者在工作中
工作篇— 119 —第二辑 对本专业的型号故障及共性问题作了总结归纳成专题报告 留传给年轻人等; 退休后将型号研制经验及故障案例总结成文,出内部书刊: “航天系统电磁兼容性论文集”和“电气系统综合设计与案例 文集”; 为二炮及五院有关单位授课等。
我为航天工作五十年— 120 — 参加总公司“故障归零五条标准”宣讲团 航天是项风险极大的系统工程,符合“木桶理论”。即其 可靠性由其最薄弱的环节决定。因此,通过地面和飞行试验发 现火箭薄弱环节进行改进就成为火箭飞行试验最重要的目的之 一。因此试验故障分析和对策措施(简称“故障归零”),特 别是飞行试验故障归零是否正确有效就成为型号研制工作中的 头等大事。 因为没有高空试车台,我国 CZ-3 火箭三子级氢氧发动机飞 行中需高空点火,曾发生过飞行中三发火箭飞行中二次点火失 败损失三颗卫星,前后十余年才搞清原因。可见火箭飞行故障 归零之重要和困难。 我是搞测试的。分析故障并采取措施解决,是我的本分工作。 常常遇到这样的情况:自认为找到了原因并采取了措施,结果 故障又出现了。这种情况发生在飞行中就会产生严重后果。 在这种情况下,为了防止测试中某些偶然因素对故障分析 的影响(这种偶然因素是存在的,因原来设备是正常的,现不 正常尚处于正常与不正常的临界状态,很可能会又自行恢复正 常而误认为找到故障原因),我们在搞清楚原因的基础上采取 多次反复试验:保持原状态,故障出现;采取措施,故障消失。 确认有效后,才确认故障已归零。
工作篇— 121 —第二辑 质量部门在此基础上将此经验发展成故障归零的五条标准: “定位准确、机理清楚、故障复现、措施有效、举一反三”。 后来在实践中又对某些操作细节作了丰富和补充。 五条标准中最难的是机理清楚和故障复现。前者涉及研制 单位的水平,如发生了电磁干扰现象,需要从干扰源、途径、 敏感设备三方面进行分析以确定是哪部分出了问题,这需要研 制单位有深厚的理论功底,并且需要试验条件和环境进行实验 验证。这对复现飞行试验故障尤为困难。因此,对飞行试验故 障归零如何算是符合五项归零标准,需要有一个案例做标杆。 此时,发生了一件事情:CZ-3B Y6 发射马步海星火箭飞行 过程中推进剂利用系统出现乱调节。该系统的作用是减少发动 机工作过程中的混合比偏差以减少剩余推进剂造成的死重,最 大限度地提高火箭运载能力。由于该系统工作时需要与飞行时 序紧密配合,因此需要由发出飞行时段指令的控制系统向其发 出时序指令。遥测结果表明:利用系统接收到的控制系统所发 时序指令错乱,导致利用系统出现乱调节,混合比偏差更大了。 造成一种推进剂提前耗完,发动机关机时速度达不到设计值, 马步海星入轨后远地点高度比设计值低几千公里。好在原设计 CZ-3B 运载马步海星时能力有富余,轨道设计成超同步轨道,即 使远地点入轨高度虽然比原设计低了几千公里,但仍满足任务 书要求,这可算是“有惊无险”。 但是遇到运载最大有效载荷,需要使利用系统起作用时, 利用系统必须可靠工作。因此必须找到故障原因并采取有效措 施。 此时,下一发 CZ-3B 运载火箭按照发射合同和计划,已经 启程去发射基地。也就是说按计划安排,如果要赶在下一发火
我为航天工作五十年— 122 — 箭发射前将问题找到并采取措施的话,只有一个月时间。主管 副院长在全院有关人员动员会上说:现在全院没有比这件事更 紧急的任务了。 遥测结果表明:飞行中推进剂利用系统接收到的来自控制 系统的时序信号错乱开始于助推器分离时刻。总体对助推器分 离时刻各系统工作状态及力、热环境分析,发现用于助推器分 离时刻产生分离力的侧推火箭工作时火焰正对着芯级箭体外表 面的长排整流罩,整流罩内有着控制系统传送给利用系统供电 和控制信息的电缆网。于是,由于侧推火箭工作时的火焰吹走 整流罩并烧蚀电缆网,使其导线短路导致误发信号,造成利用 系统误调节的故障模式出现了。在全院各单位的支持下,用部 段进行了侧推火箭对长排整流罩内电缆进行烧蚀模拟试验。试 验表明:试验中虽然侧推火箭火焰吹坏了整流罩并对电缆进行 了烧蚀,但未形成短路。考虑到试验状态中仅有一台助推器分 离用侧推火箭工作,而实际飞行中分离时对面的助推器侧推火 箭也同时工作,在两边侧推火箭火焰夹击下,对整流罩和电缆 的烧蚀会更严重,有可能造成整流罩内电缆短路误发出使利用 系统误调节信号。于是,侧推火箭工作使整流罩内电缆短路就 成为利用系统发生误调节的故障模式之一。 但是否是唯一的原因? CZ-3B 助推器分离模式完全同 CZ- 2E,CZ-2E 飞行试验从未出现过此类问题。大家对此存在疑虑。 此时能否解释飞行遥测信号中的所有异常现象并复现故障就成 为故障归零的关键。也就是需要控制系统对当时遥测信号中计 算机字中出现的许多乱码现象能有一个合理的解释。否则大家 感到心里不踏实。设计师系统决定要把计算机字出现的“奇怪 现象”搞清。
工作篇— 123 —第二辑 几天后,经过十二所搞系统和软件设计的同志夜以继日地 攻坚和试验,终于搞清了机理。通过对整流罩内电缆网中五根 导线进行模拟烧蚀短路,复现出飞行中遥测计算机字的全部乱 码现象,做到了“故障复现”。由于机理分析中需要有五根导 线短路才可能出现上述现象的交集,出现遥测计算机中的异常 现象,因此此故障模式也成为引起本次飞行故障的唯一模式。 飞行故障归零工作圆满结束。经地面试验验证后的防护措 施也在发射前运到发射场。飞行试验按期顺利完成。 有感于对参与故障分析归零工作人员的努力和严谨态度, 我在工作总结中写了一篇以京剧样板戏名句:“胜利就在于对 困难再坚持一下的努力之中”的文章描述了故障分析的艰苦过 程,对十二所同志攻克难题的精神表示钦佩。当时五项归零标 准正处于推广阶段,总公司为推广一院经验,将本案例作为总 体设计归零问题典范,选中了我这篇文章。于是我参加了宣讲团, 跑遍大江南北,到总公司所属单位进行了宣讲。
我为航天工作五十年— 124 — 一次无奈的作假评审会 在我从事测试工作的有生之年,绝大多数情况下对测试中 出现的故障,都能按照客观事实,实事求是地进行故障归零。 但有一次为形势所迫,参加了虚假归零。 事情发生在某个型号出厂前,由于发生了一起“大案”: 某型号由十三所研制、230 厂生产的惯性平台在十二所综合实验 室首次通电即出现“倒台”,后发现系平台电子箱中的某些元 器件损坏所致。在保持状态进行事故分析后十二所认为该平台 移交前就已损坏。平台生产方认为交付前是好的,双方争执不下。 由于事关重大,如果是元器件质量问题则应找到原因进行举一 反三采取措施或进行剥离,否则会影响下一发及其他型号的发 射。在经过一段时间分析后,十三所从电路原理图中分析发现: 如果测试中插错插头即可复现导致烧坏某些元器件造成平台倒 台情况。模拟实验也证实了上述分析。由于十二所测试状态仍 保持,证明连接状态无误。那错误连接只可能发生在二三零厂 出厂测试最后一次操作中。 由于责任过于重大,二三零厂参会人员坚决否认是己方所 为,于是归零工作陷入僵局。 负责飞行试验最高领导的总装备部某副部长下令:此问题 不归零下一发不得发射。于是院派遣某院士再次组织归零评审
工作篇— 125 —第二辑 会。 由于当时出现故障时北京下了一阵罕见的大雷暴雨:雷电 交加,暴雨如注。立交桥下低洼处淹死了人。既然二三零厂插 错插头导致电路板损坏的分析一时无法形成共识,为了不影响 下一发火箭发射,十二所选择了“雷电形成的电磁干扰导致电 路板损坏”模式进行故障归零,我也在被邀之列。由于“电磁 干扰”模式具有“电磁干扰就像一个框,什么故障都可以往里装” 的特点,又由于雷电所形成的故障复现困难,因此大家心照不 宣的违心的通过了故障归零评审。 经过一段时间后,再也找不到其他模式,机理分析和故障 复现都能证实电路板损坏是插错插头所致。于是,二三零厂在 最后一次通电操作中插头插错被确认。故障终于被真正归零。 为了避免类似问题再次发生,除加强插头连接正确性检查外, 还加强了十二所与 二三零厂平台交接状态检查。
我为航天工作五十年— 126 — 低冲击分离爆炸螺栓获得的得与失 CZ-2C 火箭与美方摩托罗拉公司合作发射铱星。由于要实现 一箭两星发射,分离时需要一种低冲击爆炸螺栓以减小分离对 卫星与火箭的冲击和干扰。该低冲击爆炸螺栓由摩托罗拉公司 提供。我方获得后“如获至宝”。因为此产品可供一箭多星精 确分离时使用。 某次运载火箭一箭多星发射开始了。火箭进入与多星分离 时刻,火箭与部分卫星分离时发现部分低冲击分离爆炸螺栓未 动作,卫星未能分离。任务失败。有关方紧急成立故障分析小 组和故障调查委员会调查故障。 根据现象和低冲击分离爆炸螺栓工作原理,人们很快就找 到了原因:该产品故障非生产质量引起,而是设计原理所致。 该产品实际上是一件由火药燃烧后燃气推动部件运动后的解锁 机构。该机构动作需要满足一定条件:即螺栓两半部结合后, 螺栓不能过长。否则螺栓会堵塞火药燃气通道导致燃气无法推 动解锁螺母运动使机构解锁。问题发现后,人们无不为此“低级” 失误惋惜。 此问题属于可靠性工程中“潜通问题”范畴:潜通问题广 泛存在于电路、气路、液路及软件存在的通路设计中。具有危 害严重、发现困难,解决容易等特点。电路、软件中存在较多,
工作篇— 127 —第二辑 这次是气路潜通问题第一例。 由于可靠性工程没有对潜通路问题进行过培训。更由于机 械方面出现潜通问题较少,设计人员没有此方面概念。加之本 项设计并非原创,主要精力放在仿制成功上,没有深究其工作 原理中存在的潜通问题。其实设计人员只要按潜通分析原理对 气路通路思考提出一个问题:当需要燃气通路工作时,燃气通 路会意外断开吗即可发现。此外,由于试验相对较少。加之由 于认识、经费、进度等各种因素使地面试验时试验品状态未能 覆盖飞行产品状态,丧失了通过地面试验发现此问题的最后机 会,使潜通问题在飞行试验中才暴露。给事业带来重大损失。 有实物可以仿制。有技术可以借鉴本来是天大的好事。但 是正所谓“祸 ----,福 ----”。对于任何一项表面看起来比较 容易获得的技术,我们都需要认真、踏实工作吃透技术才能使 工作立于不败之地。用一发火箭和有效载荷得到的教训实在是 太大了。
我为航天工作五十年— 128 — 可怕的潜通路事件 潜通路(俗称窜电)是电气系统设计中最常见的故障之一。 该通路或状态可能造成系统不应有的动作或对应有动作的抑制 (不是元器件失效造成的)。由于其隐蔽性、普遍性、危害性。 因此是电气系统可靠性设计中最受人关注的内容之一。但是潜 通分析在工程上除了对其原理有一般性介绍外,几乎无成熟技 术可以直接应用。各企业都将潜通案例及工程上的分析方法作 为技术机密秘而不宣。 我们见识到潜通问题“严重性”的事件有:发生在 DF-5 Y2 第一次发射时的紧急关机;DF-5 Y1 飞行试验中因二子级信号公 共线缺失导致丢失二子级遥测参数(因进行模拟飞行测试时, 遥测系统未按飞行状态断开分离连接器,导致二子级缺少地线 未被发现);CZ-2E 助推器分离试验潜通路;低冲击分离爆炸螺 栓气路潜通路;CZ-3A 箭上计算机软件逻辑流设计中出现由于计 算机主频提高一倍,造成关机脉冲缩短一倍,致使程配无法接 收关机信号的软件潜通路问题等。 幸运的事件还有在 CZ-3A 合练箭技术中心模飞总检查测试 时,出现了当操作人员按不同次序拔开分离连接器时,出现了 箭上程配误发复位脉冲使程配恢复到零位而停止运行。如果发 生在飞行中就是一次发射失败。电路设计人员分析这是一次典
工作篇— 129 —第二辑 型的潜通事件:因为程配复位电路拓扑结构复杂,多为“H”“Y”“倒 Y 型”。当处于电路结构下端不同接地点由于分离连接器脱开而 悬空时会引起处于横担上的电流会反向流动而产生错误控制信 号。美国红石导弹 49 次发射中脱落插头都先于脱拔插头断开发 射正常,但第 50 次发射时脱拔插头先于脱落插头断开引起电流 倒灌使发动机关机线圈误通电,发动机出现点火后又关机,导 弹重新坐回发射台上成为世界航天史上的经典案例。 CZ-3A 合练箭模飞时发现的潜通路不仅挽救了 CZ-3A 系列型 号的一次发射。也为潜通分析提供了一种最重要的故障模式。 以至于我在多次评审会中提出该模式,强调在模飞总检查中一 定要模拟飞行中可能出现的各种连接器脱落先后次序以提高测 试覆盖性。果然在后续多个型号的模飞测试中均发现有类似的 潜通路。 潜通问题的隐蔽性、危害性及对火箭飞行和发射可靠性的 影响引起了领导和设计师系统的关注和重视。由 CZ-3 控制系统 副总师牵头十二所硕士、博士等若干人等成立了课题小组,企 图利用计算机辅助查找和解决电路潜通路问题。我因是总体部 成员,接触型号和遇到的问题较多,因此在被邀之列。重点是 提供重大潜通案例和故障模式。我因对此类问题感兴趣,一直 在收集此类问题,故提供的潜通案例有近三十例,潜通模式十 多种。 改革开放后,西方的可靠性、电磁兼容性设计技术引入中国, 特别是在航空、航天领域,开展了用计算机进行潜通分析辅助 设计的研究,取得了一定的成绩。但实践表明:潜通分析中关 键一步:“模式识别”还是需要人工(专家)进行。AI 技术能 够改变此种情况。但在此之前:全面覆盖飞行中各种状态的检
我为航天工作五十年— 130 — 测(大量的测试用例)、使用专家经验、将复杂的拓扑构型简 化仍是发现和防止出现潜通故 障的主要手段。 使设计师系统掌握潜通分析技术以提供系统可靠性的道路 任重道远。如上述“低冲击爆炸螺栓故障归零”评审会中竟无 人认识到这是一个典型的液路系统潜通路问题,应用潜通分析 理念即可发现和分析出问题并计算出潜通阈值以保证今后不再 重犯。又如:在院标“Q/Y684-2006 运载火箭与外系统接口设计 规范”中竟然出现了两个存在着潜通缺陷的标准接口电路:一 个是用常闭接点发送系统工作状态信号。该信号常因系统在断 电状态下自动发出而被误解。是“潜通指示”的典型案例而应 禁用。另一例是对火工品起爆后进行接壳短路保护模式设计中 存在潜在缺陷。可见进行可靠性工程中潜通分析方法培训及建 立潜通模式数据库的必要。
第三辑 退休篇
我为航天工作五十年— 132 — 返聘一部六室——退休使我焕发了人生的第二春 联合国某些研究机构认为:人类创新活动的最佳年龄是 60-70 岁。二十世纪末,国民经济高速发展,受南联盟大使馆被 炸和银河号等事件影响,国家对航天事业高度重视。卫星导航、 载人飞船、探月、探火、空间站等项目纷纷上马。为发射新飞船、 空间站、探月、探火准备的新一代运载火箭开始研制。航天事 业迎来了第二春。 此时,第一代航天人已陆续到达退休年龄。大部分人经过 短时间返聘后退休回家。少部分人根据双向选择被返聘。1998 年,我 60 岁。此时已到达法定退休年龄,一院正筹划研制新一 代运载火箭,需要“以老带新”。于是,我被返聘到新成立的、 为新一代火箭电气系统一体化而成立的电气系统研究室一部六 室。六室除承担原由 CZ-2F 牵引出的载人火箭故捡和逃逸系统、 CZ-3A 系列火箭牵引出的动力测试发控系统和总体网系统外,要 对新一代运载火箭电气系统一体化及统一供配电设计方案进行 探讨。此时,我的角色也由往常承担型号具体设计任务转为指 导年轻同志进行设计和进行有关课题研究探讨。由于没有承担 型号具体研制任务,因此有大量的时间参与多个型号的评审会, 并对以往型号研制中的问题和案例进行梳理、研究和总结。对 现役火箭研制中出现的问题提供技术支持。
退休篇— 133 —第三辑 为提高新一代火箭电气系统一体化水平而成立的一部六室。 重点是研究如何实现电气系统一体化和牵引出能够减轻电源配 电系统重量,提高供电可靠性,降低成本的统一供配电系统。 电源是箭上各电气系统均要使用的能源。旧型号火箭为了 研制、管理的方便,各分系统电源配电均各自独立研制,这带 来了组成重复、复杂、效率低、重量大、可靠性差等弊病。作 为先进的新一代运载火箭,理应像飞机、航天器、卫星、飞船、 战术导弹那样由总体统一研 制电源配电系统后为各系统使用。为此,我对统一供配电 技术所必须解决的“故障隔离”和“电磁兼容”技术进行研究 并提出了确保新一代火箭供电可靠性的“系统级冗余”方案。 虽然,该方案因涉及单位分工和利益矛盾而未能采纳,但该课 题的研究成果为运载火箭采用统一供配电方案打下基础。 在六室返聘期间,我系统地学习、研究、整理了航天电气 系统研制中的许多共性问题。如:接地、电磁兼容、飞行时序设计、 潜通路 ----- 等。由于我在近四十年的工作中有机会参与多个 型号的测试发射和故障分析机会,参与院和总公司可靠性工作, 积累了大量故障案例,因此可以从案例出发总结经验。为此, 我进行了航天地面设备与设施接地问题研究并形成了院标。邀 请 EMC 专家某女士一起,共同编撰了航天系统电磁兼容性论文 集向全院进行了征稿。在其中汇集了近一百例电磁兼容性案例 受到年轻人欢迎。此外,还参与总公司可靠性工程培训讲义及 书籍编写,总公司五项归零标准宣讲团宣讲和多个型号的评审 会 ----- 等。这些交流活动,一方面完成了上级交代的任务, 另一方面使自己扩大了眼界,学到了许多知识和经验。 接受返聘,与年轻人一起工作,心态也变年轻了,使自己
我为航天工作五十年— 134 — 感到生活更有意义。 在六室,我和年轻人新老两代人相处融洽。某年,我被六 室评为“感动六室人物”。 我在 CZ-2F 转场时照片
退休篇— 135 —第三辑 “浮地与接地”——像秋菊打官司那样为坚持 正确意见呐喊 上世纪八十年代,由当时国防科工委组织的防雷专家组为 西昌基地和火箭发射的防雷、防静电方案设计原则是:“等电 位(搭接)、接地、屏蔽”。但令人费解的是:尽管火箭和发 射场各部件及相互间均进行了电搭接(等电位)。但是电气系 统自身电路上却采用“浮地”(电路与机壳绝缘)体制。 进入二十一世纪,由航天一院电磁兼容性专家参考美军标 和欧空局标准撰写的国军标“航天系统电磁兼容性要求”经讨 论和批准后问世。该标准对航天系统的火箭、导弹、卫星、航 天器等电气系统电磁兼容性设计作出了规范和要求。提出了与 当时火箭院现行电路设计完全相左的方法:即为要适应火箭发 射时的外部电磁环境(静电、雷电)和内部抑制电路中由数字 和开关电路产生的日益增大的共模干扰,一次电源应接地。二 次电源应选择最能抑制共模干扰处接地。 该要求符合工程设计的“一次性原理”。即从干扰源头处 解决电路产生的干扰和电磁环境产生的安全问题。因此效率高, 代价小。已为国内外航空、航天及民用电气系统所普及并形成 标准和规范。 该标准在我院火箭、导弹研制中受到强力抵制和反对。原
我为航天工作五十年— 136 — 因是该方法与由 1059 导弹流传下来的“浮地”体制相左。理由 是“接地”体制容易因供电母线或信号线接壳造成短路而使电 源失电或信号中断造成飞行试验失败。但维持原状采用双线全 “浮地”体制将会使系统冒火箭发射时的雷电风险和为抑制内 部干扰付出越来越多代价,造成系统重量重,价格贵、可靠性 低等弊病。 时值我院发现某型导弹在雷雨天气下穿云飞行时因静电使 控制系统电源模块损坏导致发射失败的案例。地面试验证实是 由于电路与机壳不等电位 ( 即“浮地”) 引起 . 但同时,五院发 生了一颗卫星因采用接地体制导致电源短路故障而失效。为此, 航天系统电路设计应采取“浮地”还是“接地”,引起巨大争议。 火箭与卫星电气系统同处整流罩内“上下铺”。为何卫星 电路采取“接地”,火箭电路采取“浮地”?我利用参加五院 卫星电源失电故障分析调查组机会向五院专家请教为何航天器 要冒电源短路风险采用接地体制和接地体制下避免电源短路的 设计方法。并开始了关于“浮地 / 接地”技术的学习和研究。 方法是:从学校教科书与文献学习共模干扰产生和抑制原理, 雷电和静电对电子设备危害的原理和防护方法;收集大量案例, 利用研发中心与五院和中国科学院等合作研制先进航天器之外 提供的设计标准、规范进行学习,形成技术报告供有关人员参考。 为使有关单位重视该问题并在型号中贯彻,我两次上书 院领导并在评审会上多次提出,但因该项改动需要废弃已采用 五十多年“浮地”成熟经验而具有一定风险而未被采纳。由于 我的坚持,我成为“不受欢迎的人”。为此,我不厌其烦地将 收集到的案例、共模干扰形成的原理,特别是防止其短路而采 取的对策措施等撰写成文,利用参加各种会议机会进行宣传,
退休篇— 137 —第三辑 逐渐为人们接受,不少年轻人开始对“接地”方案开始支持。 五院航天器嫦娥五号等登月成功说明了轻量化设计的必要 性。由我院研发中心牵头进行的某航天器在太空运行多天后成 功回收。其采用的“接地”体制再次证明了“接地”的必要性 和可行性。同时,某些单位因坚持“浮地”体制设计的系统因 不能适应空间环境及体积、重量过大而无法在该项目中使用也 说明了采用接地体制的必要性。 由于“浮地”体制与国军标要求相悖,由“浮地”体制产 生的一些解决干扰措施不为电磁兼容国军标专家组认可,一院 电磁兼容专业的某些做法与主流方法渐行渐远。一院曾经引领 航天电磁兼容专业的情况:曾经在总公司培训班讲课、成为 921 工程电磁兼容专家组组长单位及国军标航天系统电磁兼容性要 求的编辑组等“风光”不再。目前,科技五院、科工二院、三 院均是电磁兼容国军标编制组成员,而一院不是的情况需要重 视。 新一代火箭供配电一体化方案和电缆网超重、经费超标事 件为了提高运载火箭性能,实现我国从航天大国向航天强国的 转化,满足商业发射“高可靠、低成本”需要,火箭需要优化 设计,实现电气系统一体化,全箭统一供配电是其中的重要内容。 为此,型号总师和一部领导在新设置的六室中开展了全箭统一 供配电方案研究。我是其中重要成员。 课题研制进行得很顺利。一方面因为该项目在飞机、航天 器、卫星、飞船、空间站等早已实现,有许多成熟经验可循。 另一方面,该项目受到总师系统和一部领导重视,相关课题如“故 障隔离”“电磁兼容”等进展迅速。 新方案的预研在快速推进中并得到总师系统初步认可。因
我为航天工作五十年— 138 — 为方案相对简单和技术比较成熟人们对技术方案本身提不出多 大意见。但对分工中由一部进行系统研制隐约觉得有些担心: 原电源配电是分系统自行研制的,会不会因此影响了分系统利 益而遭到反对。果然,不久从十二所传出,十二所对方案有不 同意见而且反应到总公司、院两级领导中,院领导决定由院科 技委主持召开研讨会讨论此事。 为此,我室在我提出的方案上进行了补充由年轻人改写 了报告并在院研讨会上宣读。十二所报告了他们的分别由控制 和测量两系统分别组建电源配电系统方案。会上,原先有些人 担心我们的技术方案是否有漏洞的问题并未出现。两方案在技 术上并无本质分歧。一部方案在统一供配电方面做得更彻底。 十二所方案分工更明确,更便于管理。当时,风传五院卫星在 太空运行时由五院总体部设计的电源配电系统出现问题。一时, “总体应干总体的活”“两系统配电方案运载能力和经费损失 影响不大,组织管理简单、方便”等观点为领导接受,加之 十二所强力反对,于是总公司、院两级以“技术上创新必须以 管理创新为基础,-------,现条件不成熟”为由,采用十二所 方案:分系统可以自行研制供配电系统,全箭统一供配电方案 被废弃。 由分系统研制自行供配电方案给了人们错觉:即分系统可 以自行决定方案的一切。这为新一代火箭供配电方案出现缺陷 埋下伏笔。 新一代火箭研制期间,国企得到大发展。大批 985、211 大 学应届硕士、博士生来院工作。这些新同志外语、计算机、仿 真技术好,基础理论扎实,他们是新一代火箭研制的主力军。 不足的是:年轻人工程经验欠缺。许多人仅参加一、两次
退休篇— 139 —第三辑 发射就上岗。难免在有些需要工程经验判断时出现失误。例如 在新一代电气系统设计中出现了电缆网严重超重、经费超标的 情况。原一院党委书记发现此问题后在一次院入职青年军训动 员大会上提出此事,希望大家关注并解决此事。我发现超重是 因新一代火箭地面供电方案,草率地将原长征火箭惯用的脐带 电缆 TC 供电改为固体导弹尾端 TB 供电,原地面供电电缆成为 箭上电缆网使箭上电缆网超重引起的。该方案还带来新增电缆 网飞行中会成为盲肠影响飞行可靠性、电磁兼容性、鲁棒性和 供电品质等一系列缺点。问题发现后由于进度限制新一代火箭 已无法对现有设计更改。但若不将问题说清楚很可能对今后运 载火箭系列研制及配电系统设计规范等产生误导。因此,尽管 我提出此问题时不受“欢迎”,但我还是不遗余力地向院长呼 吁重视此事,以正视听。后来在院长批示下,有关单位对此问 题重新作了分析,承认脐带电缆供电为优化方案。以 CZ-5 为例, 若采用脐带供电方式,每枚火箭可减重数百公斤,提高运载能 力百多公斤,节约经费数百万元。 其实,该问题老同志是清楚的,容易发现并避免的。只是 由于当时缺乏像 CZ-2F 王永志总师组织专家组把关那样的发扬 民主、新老同志进行沟通渠道,待到转阶段后才发现已“悔之 晚矣”。可见发扬技术民主想法是一回事,能否做到是另一回事。
我为航天工作五十年— 140 — 一次不很成功的飞行时序评审会 新一代运载火箭 CZ-5 就要试飞了。按照以往经验和惯例, 需要进行一次飞行时序审查,即对火箭发射和飞行过程中各系 统动作演示一遍看看各系统动作是否正确、协调。为此,我部(总 体部)组织了一次内部飞行时序评审会。 评审会前,给参会人员发评审报告,我一看:五百多页。 再一看:有直接关系的仅近百页。其他都是各系统 的 FMECA( 故 障模式、影响及危害性分析 )。 会议在大会议室进行。我一看评委几十个,一部液体和固 体火箭总体室的老同志都来了。这么多人,会怎么开? 会议开始,有关人员做了报告。对飞行时序中重点:发动 机启动与关机、分离等方案作了介绍与分析,与会同志做了补 充。个别专家作了发言。会议就结束了。由于飞行时序面太广, 参会人员太多,大多数参会专家都未发言,会议就结束了。会 议未发现有关飞行时序的大问题。 CZ-5 首飞取得了成功,但算不上圆满。因为虽然经过多次 复查与评审,还是出现了低级失误:火箭二级飞行氢氧发动机 二次启动工作段飞行时序中未关闭姿控系统活门使末修调姿发 动机用推进剂浪费而提前耗光,火箭末速修正飞行无法进行, 关机后卫星运行轨道比预定值低数千公里。好在还有上面级(摆
退休篇— 141 —第三辑 渡船)帮助,也算是“有惊无险”。 这是飞行时序设计低级失误。如果将弹道、总体、发动机、 稳定、制导、综合、动力及飞行中有动作的人员召集一起共同 审查飞行时序当可发现,或者地面测试模飞方案更接近一点实 际,问题亦可发现。然而没有“如果”。事情就发生了。这时候, 我们想起了 CZ-2F 王永志是如何组织专家组化十多年时间深入 实际一个个发现与解决遇到的问题的。看来,如何发扬民主是 个“大学问”。
我为航天工作五十年— 142 — 返聘院研发中心 2008 年附近,我在一部六室返聘约 10 年,其时新建六室已 走上正轨。一大批新入职年轻硕士、博士生挑起了工作重担并 开始成熟,在六室以老带新任务已完成。此时,院下达的一纸 文件:七十岁以上的老同志不再返聘。我面临着回家养老的境地。 俗话说得好:“上帝给你关上了一扇门,会给你开上一扇窗”。 院研发中心这时接受了一个大项目:研制某航天器。在总公司 支持下,由院研发中心抓总,航天部五院、上海航天局、航空 部有关单位参加。由于技术复杂,需要大量有经验技术人员参与, 研发中心开始“招兵买马”。于是我和部分即将回家的退休人 员一起又为研发中心返聘参加了该项工作。 由于研发中心接触的是航天方面的前沿科技,通过演示验 证项目制造出产品进行飞行试验的过程,可以了解到国内外航 天的许多先进科技。因此,我在研发中心最大的收获是学到了 很多知识,许多多年积累的问题可以在与五院等交流中得到解 决,如“浮地”与“接地”体制的优劣及对策等问题即是。 我在该项目中参与的主要工作是电气系统总体及电源配电 系统研制工作。由于该项目对重量要求十分严格,一院电气系 统由于采用旧的“浮”地体制带来的设备重量增加,使电气系 统无法与五院竞争,十二所研制的设备被完全排除在外。硬件
退休篇— 143 —第三辑 研制全由五院、上海及航空部有关单位完成。我通过与这些单 位的合作,特别是学习了他们使用的与国际接轨的标准、设计 规范,大开了眼界。许多先进的标准和理论,如:为何航天系 统要采用“接地”标准,“接地”是如何实现的,如何降低风 险等都得到了满意答复。 该项目胜利完成后,又遇到了研发中心的解聘。绝大部分 专家解除了返聘。我幸运地作为特例又被研发中心另一课题组 看中参与 AL-1 航天器研制。该航天器通过与参与嫦娥 5 号研制 的某单位合作又了解到了更先进的规范和设计方法。 通过与先进设备研制单位的合作,学习他们的标准和设计 规范是学习先进理念和方法的捷径。我在研发中心的两次返聘 开阔了我的眼界。对我来说与其说是工作,不如说更像是两次 留学。 研发中心的返聘结束后,又接受了在亦庄的民营航天如蓝 箭、星际荣耀等单位的返聘。大部分以参加评审会的形式进行。 此时,与原一部型号总体室电气系统组尚保持联系与交流关系。 民营航天虽然在体制结构与科技创新上有许多优点,但是 因其资金来源于市场融资,资本急于投资回报。因此许多情况 下出现急功近利的做法,违背科研规律,因此起伏很大,多次 出现发射失败情况,民营航天还有很长的路要走。
我为航天工作五十年— 144 — 出书 在完全退休之前,我参与了两本书的出版:一本是航天丛 书“液体弹道导弹与运载火箭系列”总体中册 8.4.4 节。一本 是与李玉兰共同出版的“航天系统电磁兼容性文集”。两本均 是经官方认可列入计划的。 二十一世纪初,大批国防院校优秀毕业生进入我院。当时 我在六室返聘,室里让我给年轻人讲课。看到许多年轻同志对 我经历过的那些故障案例都聚精会神津津有味地听着,有时还 有外室的同志参加。我意识到应该将这些经验向年轻一代传承。 同时我在若干次评审会上感到有些问题都是过去经历过的。只 是因为大家不知道而成为问题。 评审会上我之所以成为“专家”,只是因为我有此方面的 经验和故障案例可以借鉴。为了使更多的人了解历史、传承经验, “出书”是较好的方法之一。于是我将数十年本专业积累的共 性问题,以总体“时域”“空域”“环境”“接口”为线索对“潜 通路”----- 等专题进行了总结,并辅以几百个案例参考。这种 以实际案例为导向的分析问题方法实用性很强,受到了大家的 欢迎。 其时,我已离开原单位总体部控制组退休近 20 年。停止返 聘在家也已数年。组里绝大部分成员已不认识。但当他们知道
退休篇— 145 —第三辑 我积累了大量本专业过去的技术报告、故障案例可以总结出书 时,都热情地表示愿意协助我以内部书刊出版。 于是,这个“没有立项”“没有经费支持”“没有专人审查” 的“几无”内部书刊出版了。书刊的编写、校对、审核均是我。 书刊请了曾经是我同事的某型号总师作了序。 全书达六十万字左右。文集出版后,由一院十七所装订出版。 文集出版后送院领导若干本,售出几百本,据说每本(上、下册) 售价高达数百元,由买者在课题经费中支出。 该文集最大的特点是:以专业形式将第一代航天人大量的 案例和经验进行了记录。例如:仅电磁兼容方面的案例故障已 达 200 例。这些经过几十年积累保存下来的案例十分珍贵。因此, 如果有一天有同志根据书中的某一案例启发解决了某一问题, 我会很高兴:我没有白干。 有同志议论:这是一本颇具使用价值的书。也许它的学术 理论价值不高。但它收集总结了大量本专业的问题和案例达数 百例,其中有些案例是国内外通过飞行试验代价才获得的。时 间跨度数十年,其中还经过所谓“6S”运动要求整齐、统一, 销毁纸质文件。我因是退休人员,才得以幸存。有同志认为, 如果航天各专业都能像我这样积累资料和经验进行总结、传承, 火箭研制将会少走许多弯路。
第四辑 见闻篇
我为航天工作五十年— 148 — 不能带着问题往下测试 1059 导弹苏联专家讲课时说过一个故事:某次发动机测试 时,有两块测量管路气压的压力表指示值不同。当时分析认为 可能是一块压力表有问题,决定测试往下进行,测试完后再排 除故障。 测试完毕,经校检两块表均正常。重做测试,故障消失。 进一步分析认为两块表指示不同可能是管路中有多余物所 致。但刚往下进行的测试可能把多余物冲走,进入了发动机。 为此只好将导弹分解,发动机退回原装配车间清洗、总装。 因此为了不使故障扩大,以及对故障可以准确定位与复现, 测试不能带着问题往下进行。
见闻篇— 149 —第四辑 “时域”设计失误导致火箭飞行受损或失败 某火箭弹射出筒后点火时序中尾罩分离太晚,造成点火气 流场使舱内某些物品变成多余物飞起击打伺服机构管路,管路 破裂,伺服系统失效,火箭飞行失稳,发射失败。 CZ-3B 助推器分离时侧推火箭火焰烧蚀了芯级长排整流罩 内电缆。后改变助推器分离时序,缩短了烧蚀时间、加强整流 罩对电缆防护后正常。 CZ-5 首飞因飞行时序设计有误导致 CZ-5 首飞中二级氢氧 发动机第二次工作段未关闭姿控喷管系统,姿控推进剂提前耗 完,末修和姿控调姿因无推进剂而失败。火箭未能进入预定轨道。 (后依靠上面级将有效载荷送入轨道)。 CZ-2F Y1 船箭分离时序在发射场才发现一院、五院配合有 误。船箭分离时间提前险些影响飞船正常工作。
我为航天工作五十年— 150 — “空域”设计失误,导致火箭发射失败 某液浮平台因空间狭小,平台帽盖尺寸过小。且测试时多 在开盖或工艺帽盖下进行,平台帽盖和台体合体后空间相容性 测试覆盖性不足,未能发现火箭起飞后台体运动下帽盖与台体 相碰而失稳,引起火箭飞行中稳定系统失稳而发射失败。 某型火箭发射通信卫星,入轨前需进行姿态调整,因调整 角度过大,超出四框架平台最大允许运动范围,造成平台框架 与基座相碰,平台失稳,星箭分离时姿态角与姿态角速率超差。 某火箭助推器分离时侧推火箭火焰正对芯级长排整流罩, 引起罩内电缆烧蚀短路,造成利用系统乱调节,推进剂提前耗光, 火箭未能进入预定轨道。 星箭分离时反推火箭工作,其火焰燃烧颗粒物污染所搭载 的卫星相机镜头。 某民营公司发射火箭。火箭起飞后箭体外的保温材料在火 箭起飞,正常脱落后掉至栅格翼,卡住栅格翼使其不能运动导 致稳定系统失稳,火箭发射失败。 也有因工作细致,发现问题,使火箭免于发射失败的案例。 如:某次火箭在基地测试时,轮到发动机主任设计师李伯勇(后 为国家劳动人事部部长)看管火箭进行值班。他左看右看忽然 发现似乎箭体上某根管道距发动机过近,火箭起飞后发动机摆
见闻篇— 151 —第四辑 动可能相碰。与总体核实后确证此事,遂进行更改,对导管进 行现场取样,北京火速加工后在现场进行了更换。消除了隐患, 取得了发射成功。
我为航天工作五十年— 152 — 环境设计不当导致火箭发射失败 火箭飞行中力、热、电磁环境设计不当(也就是天、地不 一致性)是导致火箭发射失败的最重要原因之一。例如: 我院自行研制的某战术火箭曾因没有发现火工系统工作时 所产生的对弹体结构局部冲击、震动量级超出惯性器件允许范 围,导致三发飞行试验弹落点均超差; 因水下发射环境不明造成潜射火箭发射失败; 因火箭飞行中整流罩气动力学环境不明,导致 CZ-2E 发射 澳星时整流罩损坏,两次发射澳星失利; 热和力环境使多型火箭飞行中电缆网出现短路或开路,造 成系统功能受损或发射失败; 多型火箭在飞行中受环境影响使分离连接器意外脱落,控 制信号中断,火箭失控导致发射失败 ; 某火箭飞行试验中因静电环境使弹载计算机电源模块损坏, 火箭姿态失控,发射失败 ; 五 院 尼 日 利 亚 星 入 轨 运 行 一 年 后, 因 空 间 静 电 环 境 使 SADA( 太阳帆板驱动机构 ) 出现短路导致整星失电、报废 ; 由于环境设计不当导致飞行任务失败的例子在国外也屡见 不鲜。例如美国挑战者号航天飞机发射时因低温使橡胶圈密封 失效导致起飞后爆炸,六名航天员殒命太空。
见闻篇— 153 —第四辑 接口设计不当导致系统功能受损或发射失败 CZ-2F 首飞,一院、五院时序设计接口中,由于火箭二级主 发动机推力偏大,关机及船箭分离时间提前,险些造成飞船时 序动作错误。幸发现后及时修改时序,避免了一次失败。 研发中心某重复使用航天器,因姿控系统控制器与阀门间 接口电路消反峰电路设计不当而使飞行中 MOS 功率管损坏,姿 控阀门无法控制。 控制与遥测接口电路设计中,缺少遥测电路因短路故障而 引起控制系统故障的隔离保护,险些引起控制系统故障。
我为航天工作五十年— 154 — 最成功的部件和分系统研制 以 75T 级 YF-20 偏二甲肼、四氧化二氮为燃料的发动机构 型组成 YF-21(一级四机)、YF22(二级主机)的火箭和导弹在 飞行试验中无故障引起的失败记录,成就北京、上海两地研制 的 CZ-2/CZ-3/CZ-4 长征系列金牌火箭辉煌。德国某公司曾来华 寻求合作,希望用此发动机打造商业火箭。 以中科院计算所下属 156 工程处(771 所前身)研制的箭载 计算机技术先进,质量可靠,在飞行中从未出现过故障,测试 中也极少出现问题,在同类箭上产品中可谓“鹤立鸡群”,受 到用户好评。
见闻篇— 155 —第四辑 由于飞行试验失利导致火箭最大一次分工改变 央企承担的火箭和导弹研制任务分工虽然由国家决定,但 是在一定范围内有时也展开竞争。 如由固体发动机构成的战略导弹是国家重器中的“重中之 重”。由科工集团四院某单位研制的某型固体战略导弹由于其 改进型导弹连续两次发射失败,导致高层决定将远程洲际固体 战略导弹改由科技集团一院研制。
我为航天工作五十年— 156 — 最具有悲壮色彩的型号研制 CZ-2E 首创我国火箭构型由串列式改为并列式。惜可靠性不 高,发射澳星两成两败,仅获得国家科技进步奖一等奖。 某型导弹由于采用液体发动机,机动发射受限,在研制十 年后下马。
见闻篇— 157 —第四辑 由于研制质量不过关导致下马的型号 文革期间,上海研制的风暴一号火箭因发动机研制不过关, 两次发射失败而下马。 某试验弹因发动机和控制系统研制质量不过关,“先天不 足”。飞行试验两次失败而型号下马。
我为航天工作五十年— 158 — 耗费最大的关键技术突破 CZ-3 氢、氧发动机二次启动技术(通过前后十余年三次发 射失利才找到原因); CZ-2E 气动与大直径整流罩设计导致发射澳星两次失利; 火箭水下发射技术; CZ-5 50T 氢氧发动机可靠性设计技术(造成 CZ-5B 首飞失 利) 动力系统增压输送技术(造成 CZ-7A 首飞失利) 集成电路的电子元器件 DPA 技术(造成 CZ-3BY1 发射国际 通信卫星 7A 失利)
见闻篇— 159 —第四辑 设计过程中的“严、细、慎、实” 某固体弹射型火箭设计有弹射后发动机不点火后即自毁电 路。用燃烧室压力传感器作为敏感元件。岂料火箭弹射后,因 压力传感器用测压管路破损,未测到压力而误发“未点火”信号, 导致自毁系统误炸好箭。 该火箭在又一次发射中,因点火电路设计有点火后即利用 该传感器切断点火电路电源功能(以免点火后火工品桥丝接壳 短路空耗电能),当火箭发射过程中弹射冲击震动使该传感器 误动,误切断点火电源使点火未成火箭自毁坠落,火箭、车俱毁。 事后感到这两次故障均易发现并避免:只要对电路进行失 效模式和影响后果分析(FMECA)就可发现其薄弱环节,从而避 免飞行试验失败 .
我为航天工作五十年— 160 — 生产过程中的“严、细、慎、实” 文革期间,管理混乱。陀螺仪表装配车间人员更替。操作 人员未经严格培训就上岗。一次二炮进行定型导弹战训发射。 连打三发均告失败。且均为“跳水式”。后查得是水平陀螺仪 修正电位计上电刷因螺丝少拧半圈接触不良引起修正电路故障, 导弹起飞后陀螺转子碰挡钉出现进动所致。
见闻篇— 161 —第四辑 总装工作中的“严、细、慎、实” 文革期间,上海试射“风暴一号”火箭。在总装文件上未 标注从上海运输至酒泉发射场长途运输时,发动机需同时要安 装卡箍和固定杆固定。导致基地以发动机经长途运输后,仅一 种固定方式可能因震动而损坏发动机,对发动机可靠性提出质 疑。由于发动机研制单位无法以除发动机试车方式以外的方法 证明发动机在该种方式运输下是可靠的。导致高层认为发动机 不可靠,试验任务被迫取消。发动机降为只允许地面使用。 飞行试验取消,国家和单位损失严重。虽然其后的试车证明: 该状态下运输震动对发动机可靠性无影响,但已于事无补。 文件的提出者是一位从北京我单位总体室调至上海航天局 工作的老同志。前一年因工作出色,获上海市劳模称号。不料 一年后闯此大祸,一夜间“须发皆白”。他的遭遇令人扼腕。 航天的事无小事,必须小心谨慎。为确保成功,“疑罪从有”。 宁可保守些,也不可大意。
我为航天工作五十年— 162 — 测试操作中的“严、细、慎、实” 某次测试,操作人员不经意间碰断电源接线板上的一个插 头,随后又立即将他插好,但测试已出现异常。由于某种原因 操作人员始终不肯承认,导致耗费巨大代价查找原因,最终查 清了原因,操作人员受了处分,调离了岗位。 电气系统也发生过这样一件事:模飞总检查时二级伺服机 构意外地动了一下。是有人触碰了敏感元件造成系统正常反应 还是系统本身有故障?操作手再三声明未触碰敏感元件。问题 变得复杂起来,幸好,当时正在录像,查看录像发现:为了看 清伺服机构动作,操作手无意识地靠了一下放置速率陀螺的桌 子,桌子微小的晃动使灵敏的陀螺发出了信号,稳定系统动作。
见闻篇— 163 —第四辑 西昌卫星发射场技术区的一次最大安全事故 九十年代,用长征三号发射风云二号同步气象卫星。任务 期间,由于卫星使用肼类可以在空气中自燃的液体作为推进剂, 在一次测试中卫星推进剂渗漏,出现起火燃烧并在厂房内窜动, 烧毁了卫星、地面和厂房设备。所幸的是,仅厂房内人员受到 受伤(据说任新民院士离开后几分钟,事故就发生了)。 事后总公司组织专家组分析事故原因:认为是推进剂泄漏 引起,但火工品电路的安全性也受到重点审查。事后对于防护 和监测推进剂泄漏措施进行了升级改造,也对火工品电路设计 进行了规范和改进。
我为航天工作五十年— 164 — 新一代火箭首飞前一分钟的“等一等”事件 新一代火箭 CZ-5 与以往新研火箭相比,有两大特点:一是 改动量大。研制风险很大。另一特点是队伍年轻,以年轻人为 主,缺乏工程经验。好在二十一世纪初有大量“国防七子”培 养的优秀硕、博士毕业生进入我院。他们基本功扎实,连克难 关,取得首飞成功的佳绩。但就在这次发射中也出现一点瑕疵, 使得国人捏一把汗。 发射时,从电视直播中发现:在进入“一分钟准备”口令后, 传来有操作员报告“等一等”,使大家特别紧张。因为其时全 系统已转电、准备好,只等指挥员下达最后一个“点火”口令。 各系统工作都以秒计,如果不能进入点火程序,推迟发射只能 以分、秒计。好在等待若干秒后故障自动消失,回令正常,火 箭发射成功。 事后查找原因,是一个反映控制系统转电后设备状态的继 电器故障所致。原则上,转电不正常就不能发射,反映转电后 设备工作状态的继电器有几十个,原设计是只要有一个动作不 正常发射流程就需停止,这是不合理的。因真正反映能否发射 的状态信号的只有几个,这几个反应正常,说明状态正常,就 可以进入正常程序发射。这次继电器状态异常纯属继电器本身 故障,不代表系统状态异常,本不应该影响发射流程。但它进
见闻篇— 165 —第四辑 入了发射流程,后来又自动恢复正常,导致能继续发射,也算 是“有惊无险”。 总体对发射时那些动作异常的设备或元器件会造成影响发 射流程的风险分析(FMECA)工作缺失是造成这次险情的主要原 因。在此事件后,对影响发射流程的元器件动作进行冗余与容 错设计,使操作员对故障的判断更为准确:对不影响发射可靠 性的“故障”予以“忽视”。对影响成败的信息抓住不放,这 样可以提高发射可靠性。
我为航天工作五十年— 166 — 我国航天史上的最大几次安全事故 风云 2 号卫星在西昌技术区测试时因肼系统泄漏而起火、 燃烧。卫星损毁,厂房损坏。 CZ-2E 火箭加注后因传感器与推进剂介质不相容腐蚀引起 泄漏,在排故抢险过程中因推进剂有毒,导致一人遇难,多人 受伤。 CZ-3B YI 首飞发射,因惯性平台失稳倒台导致火箭起飞后 即倾倒,在协作楼附近落地爆炸,造成 6 人遇难,57 人受伤(总 体部死亡 2 人)。 文革期间,管理松懈。在一次 DF-2A 发射完毕后。四名加 注分队的小战士用剩余的液氧点火玩耍,不慎引燃自身衣服。 由于衣服中充满氧气,燃烧猛烈,无法施救,四人全部牺牲。 文革期间,某所进行火工品试验。因操作不规范导致试验 准备阶段电路绝缘损坏,电路接地使杂散电路流入爆炸螺栓火 工品而使爆炸螺栓误动作,一名实验人员被砸中死亡。 一院动力车间在维修高压电站时不慎将扳手遗忘在电站内, 导致高压电站在加电合闸时出现飞弧短路引起爆炸,四位维修 人员死亡。
见闻篇— 167 —第四辑 一次测试漏检导致氢氧发动机试车时爆炸 液氢和空气、液氢和氧气混合后在很大浓度范围内受很小 能量激发就能引起爆炸。因此液氢使用时的安全性问题就成为 氢氧发动机使用最需要关注的问题之一。 CZ-3 发射高轨道同步通信卫星,三子级必须使用比推力高 的氢氧发动机。为此,必须进行氢氧发动机试车。试车时发动 机点火需要对发动机燃烧室内电爆管桥丝进行通电。为此在点 火电路与电爆管之间设置连接插头,以便平时为确保安全断开 插头,点火前接通插头使点火电流能引爆点火电爆管。 点火电爆管系一次使用。因此无法用使其直接工作的方法 检验电路是否正常,只能用专用的电爆管阻值测量仪测量插头 接通后整个回路的阻值是否是:“回路阻值 = 线路电阻 + 电爆 管阻值”来证明回路状态的正确性。 进行此电路设计和试车时操作的是发动机研究所的一位老 同志。他测试时发现回路阻值偏小,他没在意,以为是测试仪 器误差或电缆网阻值计算不准引起。反正电路是通的,电爆管 桥丝已接入电路中,只要加电,就会起爆。 进入试车程序了,大量液氢、液氧进入燃烧室。点火指令 已发出,电路已接通,但不见发动机喷出火焰,显然点火未成。 很快发动机由于积聚了大量液氢、液氧混合后现场引起爆炸。
我为航天工作五十年— 168 — 为何发动机点火未成?故障分析表明:此事因电路设计不 协调引起:电缆网与火工品的对接插头分别由两家单位研制, 造成对接插头点号定义理解不一造成插头连上后,桥丝并未接 入点火电路构成回路,点火电流流过插头用于提高连接可靠性 的短路跨线形成回路。出现了桥丝电路已接入回路的错觉,导 致发动机试车进入试车程序,因点火未成发动机爆炸的事故。 当时唯一能暴露此问题的是回路阻值测试时变小了,可惜测试 人员未重视此问题,失去了最后发现并排除此故障的机会。 此事件发生后,对回路阻值的测试值受到空前重视。由此 及以后,回路阻值测试时大家都细心地测出各段电阻并相加后 看是否满足要求。
见闻篇— 169 —第四辑 民营火箭彭某与康某的故事 彭某曾是我室(液体运载火箭总体室)主任,后又任一院 研发中心主任。在民营航天发展的初创期间,为了实现自己的 抱负和理想,毅然离职和他人合伙投身民企,创建“星际荣耀” 火箭公司。从事民营商业火箭研制和发射,目标是像马斯克那样, 把火箭发射费用降下来,开创商业航天新纪元。 脱离体制内的优渥条件而自主创业需要有巨大的勇气。据 说,为此,他和家人还吵了一架。我因和他同处一室,后又在 研发中心返聘时接受他的领导。因此也算熟悉。只感到他组织 能力强,专业水平高,是同龄年轻一代中的翘楚。 受美国航天奇人马斯克的影响,中国的民用航天在前几年 迅速崛起,在大兴亦庄北京科技园区成立多家民营航天公司。 彭某的星际荣耀公司是成立较早且最早取得成绩的一个。由于 彭来自一院研制运载火箭总体室。专业对口,人脉关系广泛, 号召力强,因此较快地创建好班子,融了资,造出了中国民用 航天第一枚取得发射成功的商业火箭。 第一枚民营商业火箭虽然是载荷不大的四级固体火箭。但 麻雀虽小,五脏俱全。他考验了企业对火箭研制的各系统从研制、 设计到生产、试验、组织、管理到发射的各环节,成功意味着 已经初具规模,初步合格。
我为航天工作五十年— 170 — 这是我国民营航天迈出的第一步。为此彭某声名大噪,一 度成为风云人物。荣幸地成为美《时代周刊》封面人物。 因为彭某在体制内工作时曾任我室主任而与大家熟识。因 此,我们这些老人也曾作为专家根据需要参与该公司项目的一 些评审会。 但是“好景不长”。星际荣耀其后第二、三、四次发射连 遭失败。“彭总”下台。第二发发射失败是因为火箭箭体表面 用作保温的泡沫塑料层在起飞后需要脱落,但脱落后的泡沫塑 料卡到火箭尾部的栅格翼上,导致栅格翼不能转动,飞行姿态 失控火箭坠毁;第三发是因为整流罩合罩时未注意到被原用作 粘整流罩螺栓盒的粘胶,流体状时将整流罩两半框粘住而导致 飞行中未能分离。第四发是因为末速修正与姿态调姿系统故障 而使火箭不能入轨。 也许我的上述说法不够准确,但问题出现的大致情况应是 差不多的。即第二发应是总体责任:总体应能考虑到保温塑料 泡沫起飞后脱落会成为多余物影响到处于箭体外部的稳定系统 执行机构栅格翼的运动。第三发应是工厂工艺责任:为了赶时间, 在粘螺栓盒时未等粘胶干燥就进行后续操作,居然把飞行中需 要分离的两半整流罩粘上了,而且事后缺乏检查测试。第四发 算是研制工作未到位,需要加大研制和地面试验投入。 星际荣耀公司的遭遇表明:航天是一项复杂的系统工程。 需要长期大量的投入、人才的储备和良好的企业文化的支撑。 在遭受一系列挫折后,星际荣耀迎来了发射成功,火箭研 制步入正轨。但是在 Y8 箭发射时又出现了问题:最后一次级间 分离时惯组故障,火箭失控,发射失败。可见民营航天企业需 要充分吸取前人经验,加强管理才能避免重轁覆辙。
见闻篇— 171 —第四辑 康某经历与彭某类似,是原一部十室(固体火箭总体室) 主任。也是文革后培养的新一代航天人中的翘楚。后去了民营 航天。我与他认识是在民营蓝箭火箭公司首飞火箭出厂评审会 上。他时任该项目技术负责人,是评审组长。评审会上,大家 关注的是新研的末级姿控调姿和末修系统,因为是新单位研制, 产品未经飞行试验考验。也许是缺乏经验,虽然通过了地面试 验和评审,但在飞行中还是出了问题,发射失败。康某离开了 蓝箭公司。去了天兵科技公司,任董事长。 据报道,天兵科技是靠江浙地区民营企业融资成立的实力 雄厚的航天科技公司,它一开始就研制有多台发动机并联工作 的大火箭。结果在模仿马斯克捆绑在发射台上进行静态点火试 验(系留状态下全系统试车)时,居然没有牵制住火箭。火箭 飞上天,所幸没有伤人。 航天属于高风险工程,遵循木桶法则。即其发射可靠性由 其最薄弱环节决定。火箭各系统质量不管如何好,但只要有一 处出问题,就会发射失败,“满盘皆输”。由于这个特点,航 天从业人员无不需要“谦虚谨慎”“如履薄冰”。遵循“循序 渐进”“稳妥可靠,万无一失”的原则对待各种问题,而不是 盲目乐观,莽撞行事,造成惨败。
我为航天工作五十年— 172 — “弹漏了”,“火箭被撞了” “弹漏了”,“火箭被撞了”是严重的事故,因为它无法 在外场进行修复而会导致一次发射计划被取消。 火箭储箱是庞大的承力结构,表面上看起来,似乎很“强大”, 但有时候它很脆弱,这就是它不能承受“负压”,即像皮球那样: 内部压力必须大于外部压力,否则它就会瘪下去无法承受载荷。 六十年代,航天事业处于起步阶段。一次部队加注演练, 推进剂加多了,从溢出管流出,由于虹吸效应,过多的推进剂 流出,造成箱内出现负压,箱体瘪了,弹头歪在一边。没办法 只好将导弹返厂修理,损失巨大。 又一次,导弹运抵二十基地,打开车厢一看,弹体瘪进去 一大块。经分析,原来火车途经乌鞘岭时停留时间较长,由于 乌鞘岭海拔高,气压低,导致箱内气体逸出,箱内压力低。当 火车到达基地时,由于基地地势低,大气压力增强,箱外压力 大于箱内压力,箱体无法承受负压,造成箱体失稳,导致储箱 瘪进去一大块。因此为了储箱在飞行中能承受载荷,储箱始终 要充气保持一定的内外压差。 箭体受损险闯大祸的事例还有:CZ-2F 火箭在某次发射前从 技术中心的垂直总装厂房向发射中心进行垂直转运时,在大门 未打开状态下,载有火箭的移动发射台即开始运动,导致火箭
见闻篇— 173 —第四辑 与大门相撞。好在总师经查看和分析后认为影响不大,在局部 箭体进行修复后可以发射,才化解了“一场危机”。这件事表 明我们不仅在操作、指挥上不够认真,而且在设计上有所疏漏 : 在设计上没有做到遵循“一度误操作或元器件故障不能引起事 故,两度误操作或元器件故障不能引起灾难性事故”的安全性 设计原则,而这些原则在早期从德国人的 V2 和苏联的 1059 导弹; 亦或 NASA 和欧共体及俄罗斯安全性设计手册中都早已规定好了 的。可见作为迈向航天强国的我们还有很多需要学习和改进的 地方。
我为航天工作五十年— 174 — “一切通过总体”,“一切通过地面试验” 我国自行研制的首款导弹 DF-2 首飞发射失败了。钱学森组 织大家进行故障分析,很快原因找到了:是稳定系统失稳和发 动机故障引起。 研究发现:失败是因在 1059 导弹为基础上改进而成的 DF-2 导弹,为增大射程而增加了箭体长度和加大发动机推力引起。 加长箭体后引起稳定系统失稳是由于我们只认为火箭在飞 行中是刚体,而细长的火箭在飞行中空气动力的作用下是弹性 体,可以做弯曲振动,使敏感元件敏感弯曲振动后产生的信号 堵塞控制通道使火箭姿态失控。此问题属于总体设计范畴,因 此需要加强总体。 加大推力会使火箭发动机各部分承受更高的温度、压力、 冲击、载荷和振动环境。显然经过改进的 1059 发动机的结构强 度还不能完全满足改进后的发动机要求。但是,面对发射场上 散落一地的火箭和发动机残骸,故障出在哪儿?现场很难作出 分析。 此外,火箭飞行试验的成败服从“木桶”定律,即成功率 由最薄弱的环节决定。“一粒耗子屎坏一锅粥”。一个元器件、 一个螺钉的失效往往引起由成千上万个零部件组成的火箭飞行 试验失败,成为陪葬品。通过飞行试验来发现问题的代价过于
见闻篇— 175 —第四辑 昂贵,因此人们千方百计地寻找通过其他方法发现火箭设计中 的问题和薄弱环节。发动机、动力系统的可靠性可以通过地面 试车来检验。火箭飞行中的弹性振动失稳可以加强系统间的设 计和地面仿真试验检验。此外,“天地一致性”研究,即如何 将对火箭飞行要求,转化为对各系统的研制要求,总体人员的 最后操作对飞行成败起着决定性的影响。因此,“一切通过总 体(即加强总体)”“一切通过地面试验”就成为 DF-2 首飞 失败后大家形成的共识并在管理上形成了条文。例如:为确保 新研火箭发射成功,加强了火箭总体和分系统设计室,明确了 总体必做的 18 项大型地面试验,并制定了规章制度等。此后, DF-2 研制获得成功,火箭研制走上了快车道。因此 DF-2 研制是 里程碑事件。 当然,受到经费、进度、认知水平和单位利益的限制。在 火箭研制的实践过程中,上述经验的贯彻往往不如人意。例如 我们在使用某种新研发动机时,由于进度和经费限制,在地面 验收试车尚未完全达到要求时就投入使用,结果飞行试验时发 动机某些部件与发动机震动频率耦合发生共振造成疲劳损坏。 又如因为动力系统试车试验方案的欠缺,未能发现加长推进剂 输送管路后出现的新问题,导致飞行中发动机损坏,火箭发射 失败。此外,由于单位利益的掣肘而使某些优化(一体化)设 计未能进行、总体人员的低级失误屡屡造成火箭发射失败等。 因此如何执行两个“一切”是火箭研制过程中总师和管理者们 需要重点研究的永恒主题。