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以持續(xù)創(chuàng)新鍛造問鼎太空力量之源
——記航天六院副院長王春民及其團隊

2022-05-20 07:30蔡巧玉呂騰波
科學中國人 2022年5期

蔡巧玉 呂騰波

王春民

歷史會記住這一刻:

2013年12月14日,38萬公里外,“嫦娥三號”攜著玉兔穩(wěn)穩(wěn)地降落在月球表面,蒼涼的“月宮”再度揚起塵煙,中國人實現(xiàn)了第一次在地外天體的軟著陸!從分離到著陸的短短9分鐘內(nèi),著陸巡視器的運行時速從約2萬公里降為零,實現(xiàn)這一壯舉的“秘密武器”之一正是航天六院十一所(以下簡稱“十一所”)研制的空間大變比發(fā)動機。輕盈落月完美首秀,舉重若輕展示了我國航天液體動力的實力。

這一刻,北京航天飛行器控制中心的大廳里,響起了雷鳴般的掌聲,激動的人們有的握手擁抱,有的興奮歡呼。這一場景被電視轉(zhuǎn)播到千家萬戶。然而此時此刻,十一所的某間辦公室里,以王春民為帶頭人的十一所攻堅團隊卻正在緊張地進行復(fù)盤分析,激烈地討論新型號的歸零問題。時間不等人,眼看著新任務(wù)的期限就要來臨,壓力籠罩在每個人的心中。隔壁實況轉(zhuǎn)播的歡呼聲此起彼伏,時不時傳入這間與其氛圍完全相反的辦公室。這應(yīng)該是屬于他們的高光時刻,但他們來不及享受片刻,又轉(zhuǎn)身踏上新一輪的征程,迎接新一輪的挑戰(zhàn)!

作為我國液體火箭發(fā)動機事業(yè)發(fā)展的見證者、參與者、推動者,王春民近20年的職業(yè)生涯中經(jīng)歷過很多次這樣難忘的時刻。但對于鮮花和掌聲,他總是保持謙遜,他的目光很少流連于已取得的成就,而是更多聚焦于解決當下的困難和推動下一步計劃的實現(xiàn)。所謂“功成不必在我,但是功成必定有我”,他相信,這是所有航天液體動力人都具備的品質(zhì)。

微光成束,聚沙成塔——航天液體動力人的奮斗縮影

2021年是中國航天又一個大放異彩的年份:

1月20日,“長征三號乙”運載火箭成功將“天通一號03星”發(fā)射升空,中國航天發(fā)射迎來2021年開門紅;4月29日,“長征五號B”運載火箭將中國空間站首個航天器“天和”核心艙精準送入預(yù)定軌道,我國載人航天工程空間站在軌建造任務(wù)首戰(zhàn)告捷;6月17日,“長征二號F”運載火箭托舉“神舟十二號”載人飛船搭載聶海勝等3名航天員成功進入“天和”核心艙,中國人首次進入自己的空間站;10月16日,“神舟十三號”載人飛船成功發(fā)射,翟志剛等3位中國航天員創(chuàng)造我國太空在軌駐留最長時間紀錄;12月10日,“長征四號乙”運載火箭成功發(fā)射“實踐六號05”衛(wèi)星,我國長征系列運載火箭圓滿完成第400次發(fā)射;12月30日,“長征三號”運載火箭成功將通信技術(shù)試驗衛(wèi)星九號送入預(yù)定軌道,以48次發(fā)射任務(wù)再次刷新紀錄……

這兩年,世界飽受新冠肺炎疫情的摧殘,但疫情絲毫沒能阻擋中國航天人探索宇宙太空的步伐。而這一系列航天壯舉都離不開大國重器——液體火箭發(fā)動機的支撐,也離不開以航天六院副院長(原十一所所長)王春民及其團隊為代表的航天液體動力人幾十年如一日的竭誠奉獻。發(fā)展航天,動力先行,是他們,為航天強國夢乃至民族復(fù)興夢的實現(xiàn)注入了持續(xù)不斷的力量。

現(xiàn)代科技讓人們擁有了自遠古以來便無比憧憬的一飛沖天的能力,而這種能力背后推動的力量源泉,就是各式各樣的火箭發(fā)動機。如果說火箭承載的是人類夸父逐日的夢想,那么發(fā)動機既是夸父的雙腿,更是夸父的心臟?;鸺l(fā)動機被譽為航天器的“心臟”,因為它不僅是運載火箭技術(shù)的核心,更是整個航天技術(shù)的核心,其發(fā)展水平一定程度上決定了一個國家的整體航天水平,凝聚了人類最高科技與智慧。

一飛沖天的能力不會從天而降,中國人探索宇宙的飛天能力也是從一窮二白開始奮斗獲得的。1958年4月2日,十一所的前身——國防部五院第三設(shè)計部正式成立。在“兩彈一星”功勛獎獲得者、航天“四老”之一——任新民的帶領(lǐng)下,第一代十一所人開始了我國液體火箭發(fā)動機的早期研究設(shè)計工作。僅用兩年時間,我國第一臺液體火箭發(fā)動機便在一座廢舊的飛機庫里誕生了。這臺仿制的發(fā)動機最早的雛形可追溯到人類歷史上第一臺火箭——V-2導(dǎo)彈上用的液體發(fā)動機,它裝備在我國第一枚中近程地地導(dǎo)彈“1059”導(dǎo)彈上,為我國第一枚導(dǎo)彈武器提供強勁心臟。而它的改進型則裝備“長征一號”運載火箭,于1970年4月24日成功托舉“東方紅一號”進入軌道,拉開了我國人造衛(wèi)星閃耀太空的偉大征程。4月24日,是大家熟悉的中國航天日,而4月2日是十一所人夢想開始的日子,被定為建所紀念日。

崢嶸歲月,篳路藍縷,砥礪前行。在隨后近70年的征途里,十一所成功研制出60余種液體火箭發(fā)動機,廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈、火箭、衛(wèi)星及飛船各個領(lǐng)域。從“東方紅”樂曲第一次響徹寰宇,到“兩彈一星”威震九霄,再到“風云”“北斗”“嫦娥”等屬于中國的“滿天星辰”閃耀太空,十一所人研制的發(fā)動機參與了我國歷次衛(wèi)星發(fā)射和重大飛行任務(wù)。伴隨中國航天一起成長,融入我國工業(yè)機械制造業(yè)飛速發(fā)展的洪流中,十一所人始終書寫著世界航天發(fā)展史上高可靠性和高成功率的佳話,為我國航天事業(yè)和國防現(xiàn)代化建設(shè)作出了突出貢獻。

如今,十一所已發(fā)展為運載火箭、航空及臨近空間飛行器等多種軍民用動力研發(fā)企業(yè),承擔著長征系列運載火箭發(fā)動機、軌姿控發(fā)動機、新一代大推力液氧/煤油高壓補燃發(fā)動機,以及吸氣式動力系統(tǒng)等航天液體動力的研究、設(shè)計任務(wù)。研究所還利用先進成熟的航天技術(shù),積極拓展對外業(yè)務(wù),其火箭發(fā)動機技術(shù)、特種閥門、特種密封、非標試驗系統(tǒng)及計量測試技術(shù)全方位服務(wù)于航天、航空、船舶、核工業(yè)等國防單位。

使命在肩,初心如磐;航天報國,富國強軍。十一所自成立以來,在履行強軍首責的同時,還依托以液體火箭發(fā)動機技術(shù)國家重點實驗室為代表的軍民共用技術(shù)創(chuàng)新平臺,積極響應(yīng)國家軍民融合戰(zhàn)略,借力陜西“一帶一路”橋頭堡優(yōu)勢,為節(jié)能環(huán)保、石油化工、機械制造及冶金能源等領(lǐng)域研制開發(fā)了熱能工程、特種泵閥、特種密封、非標成套設(shè)備等系列產(chǎn)品,以高端油氣儲運閥門守護國家能源安全,致力節(jié)能綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)助力“雙碳”目標實現(xiàn)。十一所航天技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的用戶遍及全國各地,市場開拓的腳步已深入多個國家,多項技術(shù)達到國際領(lǐng)先,多個項目填補國內(nèi)空白,為地方經(jīng)濟發(fā)展增加了新動能,為建設(shè)美麗陜西、推動創(chuàng)新型國家發(fā)展和航天強國建設(shè)作出了卓越貢獻,先后被授予“全國文明單位”“全國五一勞動獎狀”“陜西省先進基層黨組織”等榮譽稱號。

微光成束,聚沙成塔。一系列輝煌成就的取得離不開每一位員工的傾力奉獻,王春民是其中典型。

21世紀初,剛從西安交通大學本科畢業(yè)的王春民踏入十一所,在液體火箭發(fā)動機閥門領(lǐng)域繼續(xù)深造,并在畢業(yè)后順理成章進入閥門研究室從事設(shè)計工作。在進入十一所之前,王春民對航天事業(yè)的了解不是很多,而進入十一所后,他逐漸愛上了這份事業(yè)。出生于河南農(nóng)村的他成長在一個樸實勤奮的家庭,耳濡目染中養(yǎng)成了吃苦耐勞、勤勉執(zhí)著的堅韌品格。這些根植于血脈基因里的優(yōu)良品質(zhì)為他之后從容應(yīng)對人生路上的每一道關(guān)卡,奠定了堅實的基礎(chǔ)。

相對于一人多高的發(fā)動機本身,巴掌大小的閥門看起來不太起眼,但它們卻控制著發(fā)動機的各個“咽喉要道”,決定了發(fā)動機內(nèi)的血液——推進劑的流通,影響著發(fā)動機啟動、關(guān)機、工況調(diào)節(jié)等關(guān)鍵動作的成敗,是維持發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)的“命門”。

閥門內(nèi)部有著微米級精度的復(fù)雜結(jié)構(gòu),其動作過程快至微秒級。經(jīng)由頭發(fā)絲粗細的運動間隙,流體、機械、電磁、沖擊甚至爆炸等一系列連鎖反應(yīng)眨眼工夫便已完成。小小閥門,涉及多個學科領(lǐng)域,受制于發(fā)動機總體的體積和重量約束,凝聚著深厚的技術(shù)積累與智慧結(jié)晶。設(shè)計一款好用又可靠的閥門,無異于螺螄殼里做道場,需要扎實的理論基礎(chǔ)、長久的實踐歷練和豐富的工程經(jīng)驗。要研究好閥門,就必須下足苦功,反復(fù)鉆研。

學海無涯,從工作第一天開始,王春民便深深扎進資料、文獻、書籍中。從一開始對液體火箭發(fā)動機的每一個閥門組件進行學習和探索,到對其機械電子結(jié)構(gòu)等進行方案論證,再到電磁閥門的優(yōu)化設(shè)計,最終擴展至各類閥門的制造研發(fā)……一步一個腳印,他邁開了事業(yè)和人生的征程。

液體火箭發(fā)動機閥門種類多、精度高,且要求在高溫、高壓、強腐蝕等惡劣環(huán)境下具有高可靠性,不同的型號任務(wù)有不同的個性化設(shè)計要求。踏入科學研究大門初期,學機械出身的王春民為了更從容地應(yīng)對閥門研制過程中遇到的各項難題,除了不斷深入學習和探索相關(guān)專業(yè)理論知識、液體火箭發(fā)動機工作原理和航天動力先進技術(shù),他還堅持大量研讀中外書籍和文獻資料,了解世界航天發(fā)展史、系統(tǒng)科學思想。愛讀書的習慣幫助他在夯實技術(shù)功底的同時,不斷豐富和拓展著知識面,為后來的創(chuàng)新實踐奠定了堅實基礎(chǔ)。

2008年前后,伴隨著我國科學技術(shù)的飛速進步,中國航天迎來了高速發(fā)展,對液體火箭發(fā)動機的需求量不斷加大,對設(shè)計的要求也不斷提高。為滿足航天器向小型化、集成化、高效化跨代提升的迫切需求,從發(fā)動機整機到各部組件都面臨著或大或小的改進。這一時期,王春民接手了一項讓他至今印象深刻的項目——將原來液體火箭發(fā)動機上用到的兩個電磁閥用一個來代替,實現(xiàn)閥門系統(tǒng)的功能集成。

這在很多人看來是幾乎不可能實現(xiàn)的任務(wù)!事不避難,義不逃責,航天人從來不怕困難和挑戰(zhàn),王春民毫不猶豫接過擔子,迎難而上!

慶祝發(fā)動機試車成功現(xiàn)場團隊合影

攻關(guān)從來不是一片坦途。研制初期,王春民及其團隊就遇到了極大的困難,“直接繼承原有方案無法滿足設(shè)計要求,新方案論證一時找不到頭緒,型號任務(wù)又迫在眉睫,各種困難紛繁復(fù)雜交織叢生,我和同事們承受著巨大壓力?!睂Ξ敃r的煎熬,王春民記憶猶新。反復(fù)調(diào)整設(shè)計參數(shù),均以失敗告終,陰云籠罩在整個團隊的心頭。

面對低迷的士氣,王春民拿出了破釜沉舟的勇氣,帶領(lǐng)團隊連續(xù)幾個月日夜不停地研究,他們翻遍了現(xiàn)役所有電磁閥的設(shè)計報告和技術(shù)文件,查閱了國內(nèi)外海量的文獻資料,苦思冥想,多番嘗試結(jié)果卻依然不甚理想,設(shè)計攻關(guān)工作陷入一片茫茫黑暗之中。摸索、摔倒又爬起,整個團隊已持續(xù)數(shù)月“連軸轉(zhuǎn)”,卻依然止步不前??粗絹碓浇钠谙蓿腥硕荚谛睦锎蚬?。

創(chuàng)新,創(chuàng)新,大膽創(chuàng)新!負重前行的王春民決定跳出固定思維,采用大家平時想都不敢想的方法。經(jīng)過多番嘗試,甚至親自帶著產(chǎn)品到試驗臺上裝配、試驗、反復(fù)調(diào)試,最后,他創(chuàng)造性地提出了一個單閥芯、單線圈的雙組元電磁閥方案,此方案包含了一些顛覆性的理念和設(shè)計。這個與傳統(tǒng)設(shè)計原則相悖離的結(jié)構(gòu)方案毫無意外引發(fā)了關(guān)于方案可行性與可靠性的討論和質(zhì)疑。

面對質(zhì)疑,王春民決定用數(shù)據(jù)說話。前期的調(diào)研嘗試此時發(fā)揮了重要的加速推動作用,這一次的論證過程比之前快了很多。最終,王春民及其團隊在短時間內(nèi),拿出了一份論證翔實、數(shù)據(jù)豐富的報告,在評審會上一舉獲得了多數(shù)專家的認可,從多個備選方案中脫穎而出,作為首選方案開展研制,并順利通過了嚴苛的試驗考核裝備到發(fā)動機上。目前,這一方案已廣泛應(yīng)用至多個重要型號,為推動相關(guān)技術(shù)的跨代發(fā)展作出了卓越貢獻。

后生可畏,青出于藍。王春民敢于突破傳統(tǒng)、大膽創(chuàng)新的勇氣給十一所老專家、老前輩留下了深刻的印象。此后,他成了眾人眼里可以委以重任的骨干。在參加科研工作初期十多年間的成長歷練中,王春民主持和參與完成了我國液體火箭發(fā)動機十多項閥門重大關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),曾兩次榮獲國防科學技術(shù)成果獎,多次榮獲中國航天科技集團公司、六院科技成果獎。作為技術(shù)負責人,王春民帶領(lǐng)科研團隊勇挑重擔、探索攻關(guān),在他們的努力下,我國不斷突破各類液體火箭發(fā)動機特種閥門的核心技術(shù),擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的新研產(chǎn)品持續(xù)完善著閥門家族的產(chǎn)品譜系,在研制工程中總結(jié)的規(guī)律持續(xù)提升了成熟產(chǎn)品的可靠性,每年為火箭、衛(wèi)星、飛船等航天飛行器提供數(shù)千臺優(yōu)質(zhì)閥門,確保了以我國首次空間交會對接為標志的重大航天工程任務(wù)的圓滿完成。

躬身實踐出真知,反復(fù)磨煉長才干。從最初參與對產(chǎn)品的優(yōu)化改造,到獨立承擔設(shè)計任務(wù),王春民一步一個腳印走過理論計算、方案論證、設(shè)計仿真、配合生產(chǎn)、試驗驗證乃至靶場服務(wù)、火箭發(fā)射等研制全流程。從單個閥門設(shè)計制造,到多領(lǐng)域重要產(chǎn)品研發(fā)鏈條的總體把控,他承擔任務(wù)的難度越來越大,肩上的擔子也越壓越重。經(jīng)歷一次又一次在科研實戰(zhàn)中摸爬滾打、反復(fù)錘煉,伴隨一枚又一枚火箭的騰空而起、圓滿發(fā)射,王春民從一名普通的科研人員,逐漸成為十一所所長,航天六院副院長。

回望這一路走來的磨礪與成長,王春民感慨良多:“要說有什么經(jīng)驗總結(jié),最大的感受就是要有敢于突破創(chuàng)新和遇到困難不退卻的勇氣和韌勁兒”。創(chuàng)新是他開啟新世界大門的鑰匙,而遇到困難不退縮的勇氣為他搭建了通向勝利彼岸的橋梁。但王春民最想要感謝的“還是那些曾經(jīng)為我們突破創(chuàng)新承擔過風險和壓力的老領(lǐng)導(dǎo)、老前輩”,“是他們的寬容、理解和支持,為我們后來創(chuàng)新跨越邁向新征程,鋪設(shè)了堅實的階梯”。

王春民特別提到了兩個人,一位是我國液體火箭發(fā)動機重要奠基人——張貴田院士。90多歲高齡的張院士仍然堅持天天上班,電梯里、實驗室里,滿頭白發(fā)、一米八幾的他見到誰都愛開玩笑,那種幽默常常讓所里的年輕人如沐春風,給他們?nèi)粘7敝氐目蒲泄ぷ髟鎏砹艘荒ㄓ忠荒辽Ec平時幽默可親的態(tài)度不同,對待科研,張院士總是嚴謹較真,討論學術(shù)問題時,他話不多但常常能用通俗易懂的語言直擊問題的本質(zhì)。熟悉他的人都知道,這苦中尋樂的樂觀是常年直面重壓后開出的精神之花;這一針見血的洞察力則來自深厚扎實的理論功底和在一線反復(fù)錘煉的實踐經(jīng)驗;這是老一輩航天人共有的優(yōu)秀品質(zhì)。

另一位對王春民影響頗深的前輩,則是王春民的碩士生導(dǎo)師——曾維亮。曾老師一生勤勤懇懇鉆研閥門技術(shù)、低調(diào)務(wù)實、不求名利,當過的最大的“官兒”也只是小組長,但他對科研的執(zhí)著和認真,他在閥門專業(yè)技術(shù)上積累的精深造詣一直為人所津津樂道。時至今日,曾老師常說的那句話——“凡科研事不要想當然,要多去一線看看”,王春民仍銘記于心。

就是這樣一個個鮮明的個體,他們平凡而偉大,樸實而光輝。他們或許只是一小束微光,但堅定而持續(xù)地照亮了后繼者不斷前行的道路,撐起了液體動力乃至中國航天事業(yè)發(fā)展的底蘊和根基。

新使命,新?lián)敗殖謩?chuàng)新利器譜寫新篇章

2020年11月24日是值得航天動力人驕傲的一天。這一天,“長征五號遙五”火箭成功將“嫦娥五號”月球探測器送入預(yù)定軌道,由此拉開了我國探月工程三期收官之戰(zhàn)的序幕。

“長征五號”運載火箭是我國運載火箭升級換代的標志性工程,它的巨大推力為中國人探索太空的征程提供了更多的可能。它的成功發(fā)射為我國新一代運載火箭系列化、型譜化發(fā)展奠定了堅實技術(shù)基礎(chǔ)。

同年12月22日,我國自主研制的新型中型運載火箭“長征八號”運載火箭首次飛行試驗取得圓滿成功。它填補了我國太陽同步軌道3噸至4.5噸運載能力空白,與長征五號、六號、七號等無毒無污染運載火箭一起,構(gòu)成運載能力大、中、小布局合理的新一代運載火箭型譜,對加速推進運載火箭升級換代具有重要意義。其中,液氧煤油變推力發(fā)動機首次登場、完美首秀,充分驗證了相關(guān)技術(shù),使我國運載火箭的能力拓展、可重復(fù)使用火箭的研制與使用有了更多可能。

這一次,王春民沒有缺席。

“長征八號”運載火箭首飛成功的那一刻,控制大廳亮起了大家熟悉的“大紅屏”,歡呼與掌聲此起彼伏,航天人用最簡單直接的方式,抒發(fā)著內(nèi)心的喜悅。身穿藍色工作服的王春民像一朵浪花,融入歡騰的海洋里,當鏡頭對準他時,王春民與多年并肩作戰(zhàn)的領(lǐng)導(dǎo)同事一起豎起了大拇指,燦爛的笑容中流露出難得的松弛與滿滿的自豪。這是新一代十一所人繼承優(yōu)良傳統(tǒng)、致力創(chuàng)新發(fā)展所摘取的又一碩果,也是他們銳意進取、潛心鉆研而交出的又一份滿分答卷!

對于創(chuàng)新,王春民有著持續(xù)的思考和自己的看法,“創(chuàng)新并沒有大家想象中的那么‘高大上’,只要是能解決問題、創(chuàng)造價值,對社會發(fā)展和人類進步有幫助的小發(fā)明、小創(chuàng)造、小改進都是創(chuàng)新”,“人才是創(chuàng)新的主體,是國家、企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的第一資源,創(chuàng)新作為一種推動高質(zhì)量發(fā)展的手段,能夠激發(fā)、釋放人才的潛力、能量,兩者聯(lián)系緊密、相輔相成”。

偉大事業(yè)錘煉領(lǐng)軍人才,優(yōu)秀人才助推事業(yè)發(fā)展——這也是十一所不斷發(fā)展、自我超越的秘密法寶之一。

自成立以來,十一所先后獲得國家級重大成果獎40余項,省部級以上獎項300余項。其中,某型號一級發(fā)動機榮獲國家質(zhì)量金獎,姿態(tài)控制發(fā)動機獲國家質(zhì)量銀獎,120噸級液氧煤油發(fā)動機榮獲國家科技進步獎一等獎。從這里,誕生了常溫推進劑主發(fā)動機、上面級發(fā)動機,性能和可靠性達到世界先進水平;誕生了我國第一型單組元姿態(tài)控制發(fā)動機、雙組元末修動力系統(tǒng)、應(yīng)用于工程的凝膠推進劑發(fā)動機;誕生了我國第一型大變比泵壓式變推力發(fā)動機和月球著陸器大變比針栓式變推力發(fā)動機……正是這一次又一次的創(chuàng)新突破,助力國人實現(xiàn)了幾千年來的“飛天夢”“奔月夢”“探火夢”。特別是金牌老將——YF-20常溫推進劑發(fā)動機,為長征系列運載火箭服役數(shù)十年,支撐著我國航天事業(yè)幾十年的發(fā)展,以可靠性0.999以上的國際領(lǐng)先指標,為我國載人航天事業(yè)提供了堅強動力保障。

撼天動地耀神州,星箭托起航天人。經(jīng)過數(shù)十年型號研制的千錘百煉,十一所不僅創(chuàng)造了輝煌的業(yè)績,而且培育造就了一支優(yōu)秀的干部、職工隊伍,涌現(xiàn)出一大批科技精英,任新民、粱守槃、孫敬良、張貴田、朱森元等院士都曾耕耘在這片熱土。從這里,走出了原國家勞動部部長李伯勇、原中國航天科技集團董事長雷凡培等多位省部級領(lǐng)導(dǎo),為國家培養(yǎng)輸送了多位棟梁之材。

歷史車輪滾滾向前,時代洪流浩浩湯湯,在追趕超越世界航天一流水平的過程中,獨立掌握先進技術(shù)的執(zhí)著和對創(chuàng)新實踐的不斷追索根植于十一所人的血脈之中?!爸挥袘延羞@樣信念的人才能追趕飛速發(fā)展的時代?!蓖醮好裾f。

一代人有一代人的使命,一代人有一代人的擔當,自2019年接過十一所所長重任以來,王春民的目標就很明確:順應(yīng)時代發(fā)展的需求,立足前沿,積極擁抱新技術(shù)、新方法、新手段,打造液體動力原創(chuàng)技術(shù)策源地,培養(yǎng)“戰(zhàn)略科學家”,為航天動力事業(yè)發(fā)展注入源源不斷的活力,譜寫新時代液體動力支撐航天強國建設(shè)的新篇章。

接過前輩的接力棒,王春民帶領(lǐng)團隊在致力于我國液體火箭發(fā)動機的型號研制開發(fā)、基礎(chǔ)理論研究與技術(shù)管理工作的過程中,充分吸收和運用先進的現(xiàn)代技術(shù)手段和前沿的科學管理理念,取得了諸多創(chuàng)新成就:

——在液體火箭發(fā)動機流體控制與流量調(diào)節(jié)技術(shù)方面,初步建立了適用于新型電磁閥結(jié)構(gòu)的設(shè)計與仿真方法,實現(xiàn)了姿控動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化布局和小型輕量化設(shè)計,滿足了國防裝備迫切的性能提升需求,填補了國內(nèi)外的技術(shù)空白;

——在液體火箭發(fā)動機噴霧燃燒方面,通過仿真計算,研究了一些重要型號主動力發(fā)動機大振動等故障機理,大幅提高了發(fā)動機的固有可靠性與穩(wěn)定性裕度,保障了長征系列運載火箭發(fā)射成功率的提升;

——在液體火箭發(fā)動機可重復(fù)使用方面,國內(nèi)首次獲得了液氧/煤油超臨界燃燒過程火焰圖像,突破并掌握了寬工況適應(yīng)性的富氧/富燃預(yù)燃室噴注器設(shè)計方法和液氧/烴發(fā)動機火炬點火技術(shù),有力支撐了我國重復(fù)使用液體火箭發(fā)動機的研制;

——在液體火箭發(fā)動機健康監(jiān)控和故障診斷方面,突破了多參數(shù)信息融合的發(fā)動機狀態(tài)辨識技術(shù),研制了發(fā)動機健康監(jiān)控集成平臺,可以實現(xiàn)對發(fā)動機的內(nèi)外部環(huán)境、自身工作狀態(tài)全面感知,可自主辨識并預(yù)判工作狀態(tài),為運載火箭自主化智能化發(fā)展提供先進動力支撐;

——在液體火箭發(fā)動機數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面,大力推進液體火箭發(fā)動機基于模型的協(xié)同研制與數(shù)字化轉(zhuǎn)型,一方面推動設(shè)立了液體火箭發(fā)動機技術(shù)國家重點實驗室發(fā)動機設(shè)計仿真中心,帶隊突破了基于模型的發(fā)動機研發(fā)新模式關(guān)鍵技術(shù),牽頭建立了以模型、流程和數(shù)據(jù)為中心的新型工程管理體系。另一方面推動建立了液體火箭發(fā)動機數(shù)字化研發(fā)創(chuàng)新實驗室,以轉(zhuǎn)變設(shè)計理念、加強設(shè)計前端作用,實現(xiàn)在研發(fā)體系內(nèi)部融合數(shù)字化、信息化和增材制造等技術(shù),帶隊打通了結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化和增材制造技術(shù)的無縫融合,推動設(shè)計創(chuàng)新能力的快速提升;

…………

在推進眾多重大項目攻關(guān)的過程中,王春民充分感受到了現(xiàn)代科學技術(shù)的神奇魅力,也越來越深刻地體會到先進科學管理對于十一所后續(xù)發(fā)展的重要性。

2016年以來,中國航天進入創(chuàng)新發(fā)展的“快車道”,空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)穩(wěn)步推進,北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)開通,高分辨率對地觀測系統(tǒng)基本建成,衛(wèi)星通信廣播服務(wù)能力穩(wěn)步增強,探月工程“三步走”圓滿收官,中國空間站建設(shè)全面開啟,“天問一號”實現(xiàn)從地月系到行星探測的跨越,這些舉世矚目的輝煌成就背后,是裝備在火箭上的數(shù)臺發(fā)動機噴薄而出的動力和兢兢業(yè)業(yè)的工作。

中國航天的高速發(fā)展帶給十一所極大的機遇和挑戰(zhàn):逐年攀升的發(fā)射量,意味著液體火箭發(fā)動機指數(shù)級增長的交付量。新一代載人運載火箭、重型運載火箭、探月四期及后續(xù)規(guī)劃等美好藍圖,意味著十一所人的又一次自我超越。既要高質(zhì)量完成宇航發(fā)射任務(wù),又要快速研制出適應(yīng)新任務(wù)的先進動力——“魚和熊掌”,十一所人必須兼得。

破局,從何而起?

王春民的答案是構(gòu)建數(shù)字化體系。擔任十一所所長期間,他下大力氣推動研究所的數(shù)字化轉(zhuǎn)型改革。在他的帶領(lǐng)下,十一所以“設(shè)計仿真、生產(chǎn)試驗、綜合管控”為主線,以基于模型的系統(tǒng)工程(MBSE)、制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、時分復(fù)用模式(TDM)建設(shè)為抓手,大力推動發(fā)動機研制模式升級換代。目前已經(jīng)形成了體系完整、覆蓋發(fā)動機總體到組合件的數(shù)字化創(chuàng)新研發(fā)平臺,打通了從設(shè)計到工藝和制造的數(shù)據(jù)流,在數(shù)字領(lǐng)域構(gòu)建起虛擬發(fā)動機,搭建了數(shù)字化發(fā)動機協(xié)同設(shè)計環(huán)境,具備了快速設(shè)計、動態(tài)仿真、多學科優(yōu)化、實時同步數(shù)據(jù)更新等能力,提升了關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)能力,大大加快了發(fā)動機研制進度。至此,十一所發(fā)動機研制工作實現(xiàn)了由“任務(wù)型”向“能力型”的劃時代轉(zhuǎn)變,初步建成的數(shù)字化研發(fā)系統(tǒng)不僅支持優(yōu)質(zhì)、快速地完成科研生產(chǎn)任務(wù),同時支持知識經(jīng)驗的不斷豐富和傳承、基礎(chǔ)科研的不斷深入與核心研發(fā)能力的創(chuàng)新發(fā)展。與此同時,團隊還致力于實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計協(xié)同、設(shè)計仿真協(xié)同、設(shè)計制造協(xié)同、設(shè)計試驗協(xié)同、管理與工程協(xié)同5方面協(xié)同……一個貫穿系統(tǒng)工程思想的數(shù)字化體系有機地組建了起來,為數(shù)字航天建設(shè)貢獻了液體動力智慧和方案。

就像構(gòu)建了一張縱橫交織的現(xiàn)代化工業(yè)網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)里充滿了各種現(xiàn)代化的思想理念、解決方案、制度體系。王春民帶領(lǐng)團隊將所有任務(wù)的各個環(huán)節(jié)納入到這張大網(wǎng)中來,實現(xiàn)了縮短任務(wù)周期、降低研制成本、提升研制效率、提高產(chǎn)品可靠性等目的,使發(fā)動機的研制技術(shù)和管理水平前所未有地大幅度提高,逐步與一流接軌,也為未來越來越密集的發(fā)射任務(wù)預(yù)留出充足的空間,為引領(lǐng)更多科技創(chuàng)新發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。

新的起點、新的目標,注定了以王春民為代表的新一代液體動力人要以新的姿態(tài)去迎接新的挑戰(zhàn)。“歷史只會眷顧堅定者、奮進者、搏擊者,而不會等待猶豫者、懈怠者、畏難者。”繼承前人優(yōu)良底蘊的同時不斷創(chuàng)新向前,他們敢下“先手棋”、勇闖“無人區(qū)”,用智慧的大腦、勤勞的雙手開拓出新的動力天地。

傳承底蘊,致力創(chuàng)新——薪火相傳邁向深空

浮華淡若云煙,厚德方能載物。在時光的變換中,有一種星光,有一種品質(zhì),不因歲月的流逝而黯淡,反而隨著時間的累積歷久彌堅,那就是精神的力量、文化的傳承。

十一所有一個傳統(tǒng),凡是新入職的員工都要接受所史教育。至今,王春民依然記得自己入所培訓(xùn)時聽過的那些感人至深的故事。

2021年是中國共產(chǎn)黨成立100周年,“七一”前,在舉國上下濃厚的黨史學習教育氛圍中,王春民專程回到剛剛?cè)脒x國家工業(yè)遺產(chǎn)的紅光溝愛國主義教育基地,在這片紅色革命熱土、航天液體動力三線建設(shè)舊址所在地,開展“紅光溝憶初心學黨史擔使命”專題學習。

20世紀60年代中期,我國為了改善工業(yè)布局,應(yīng)對可能發(fā)生的侵略戰(zhàn)爭,保衛(wèi)國家安全和經(jīng)濟建設(shè),做出了“搞好戰(zhàn)略布局,加強三線建設(shè)”的戰(zhàn)略決策。十一所人積極響應(yīng)國家號召,果斷放棄繁華首都的優(yōu)厚條件,背起行囊,帶著家人,坐著綠皮火車,踏上了西遷的征程。

在陜西鳳縣,十一所人全面奏響了三線奮戰(zhàn)的凱歌。從1965年踏進一片荒地,到1993年落戶長安。20多年,一代人,青春就這樣獻給了秦嶺山脈深處的一個窮山溝。

難忘“廁所發(fā)動機”的故事。那是1969年11月,十一所骨干傅永貴接到組織上新派的任務(wù)——建立遠程洲際導(dǎo)彈姿控發(fā)動機推力室,借用原來的火工品庫房,選擇器材,組裝,正當一個微型試驗室建好剛投入使用兩個月之際,試驗因為大發(fā)動機火工品實驗工作即將開始被叫停了!

王春民(前排右四)與團隊成員召開產(chǎn)品技術(shù)研討會

研制任務(wù)不能停,但研究所的大局也要顧,正當實驗室所有人陷入愁苦之際,傅永貴看向窗外——“嘿,你們看!那不是咱們的試驗室嗎?”“說真的,那個廁所咱們就用過幾次。打掃一下,女廁所當試驗間,男廁所當控制間,糞池剛好可以承接實驗過程中的廢水?!闭f著說著,傅永貴的聲音里已有了抑制不住的興奮。原本沉默的一群人,像誰點燃了一把火,一下子噼里啪啦燃燒開來。大家爭著提出自己的建議,一張張臉上,含著笑,帶著熱切飽滿的希冀。于是,掏廁所,堵墻,打洞,裝玻璃,接管道……不幾天,原本山野中孤零零的廁所,生生被傅永貴和他的團隊成員改造成一間“廁所試驗室”。正是因為有了這間“廁所試驗室”,才有了后來十一所在姿控發(fā)動機研制上取得的階段性成功!自此,遠程導(dǎo)彈精準落位的航天序幕在這里徐徐拉開……

難忘1980年7月2日,由于連日大雨,安河爆發(fā)洪水。時任十一所副所長宋承河和營房科副科長李寶良為了保衛(wèi)汽油庫不被洪水吞沒,趕赴河岸邊查看水情時,他們所處的地基被水淘空,水泥板突然斷裂,兩人被滔滔洪水卷走,英勇犧牲。

難忘1981年8月20日,陜西鳳縣爆發(fā)百年不遇的特大洪水。洪水暴發(fā)時,時任十一所58車間副主任李秉鈞的小女兒正躺在醫(yī)院里與病魔纏斗,可洪水不等人,他心里還惦記著車間、廠房。沒有想到的是,洪水無情地將正在查看車間災(zāi)情的他卷走了。病榻上的小女兒再沒有等到爸爸,不久,被病魔吞噬了生命。接連失去兩位親人,李秉鈞久病在床的老父親悲痛欲絕,不久也離開了人世。

在這場百年不遇的特大洪水和泥石流中,十一所人感受到了生命在自然災(zāi)害面前的渺小,同時也感受到了生命在精神支撐下的強大——正在大家全力投入抗洪搶險的危急時刻,接到上級通知,我國遠程洲際導(dǎo)彈高彈道遙測飛行試驗按原計劃進行。這是一次具有軍事戰(zhàn)略意義的井下發(fā)射試驗,發(fā)射靶場所處位置更是高度機密,要求發(fā)動機試驗隊必須立即趕往北京集合。雖然正深陷劫難,但國家的召喚、肩負的使命重任讓十一所人選擇了再難也要向北挺進!

于是,在位于秦嶺腹地剛經(jīng)受過災(zāi)難席卷的崇山峻嶺間,出現(xiàn)了這樣一幕感人的畫面——十一所11名試驗隊員帶著儀器設(shè)備艱難徒步穿梭在滿目瘡痍的陡峭山壁間,彼時公路已被山體滑坡完全堵死,根本無法通過,坡下是洪水翻滾,擺在面前唯一的“路”是橫跨洪水的一條30多米長的懸空“鐵軌”,支撐鐵軌的4個橋墩已被洪水全部沖走,只有兩根鐵軌連帶著枕木懸在約4層樓高的空中。大家抬著飛行試驗隊存放資料的大木箱,手提、肩杠著儀器和行李,小心翼翼地踏著一根根鐵軌上的枕木,爬在懸在滔滔洪水上的鐵軌上,冒著山體隨時滑塌的危險艱難前行。關(guān)鍵時刻,隊員們將腿跨在單根鐵軌兩側(cè),坐在鐵軌上,前面的人拉著箱子,后面的人推著箱子一點一點向前滑行,經(jīng)過兩個多小時驚險的匍匐爬行,所有人員終于通過這段“空中走廊”到達對岸。1個月后,遠程洲際導(dǎo)彈高彈道遙測飛行試驗圓滿成功。

隨著時代的發(fā)展,使命在變,任務(wù)也在變,不變的,是一代又一代航天動力人肩挑重任無懼困難的堅定和執(zhí)著。王春民提到,在航天系統(tǒng),有一個“歸零”的慣例。所謂“歸零”,指但凡在處理航天工程事故時發(fā)現(xiàn)一點兒故障,不管大小,一切必須推倒從零重新開始。這也意味著航天發(fā)射前要排除所有故障可能,否則不能發(fā)射。一個電子管零件壞了,火箭或者衛(wèi)星上的所有儀器,都不能再出現(xiàn)這一批次的零件,不論好壞都不能用。

在王春民的科研生涯中,他已經(jīng)記不清有多少文首那樣歸零復(fù)盤的場景:一邊是電視直播畫面中“神舟”飛船問鼎蒼穹、“嫦娥”奔月攬勝九天帶給民族的自信與豪邁;一邊是航天人在循環(huán)往復(fù)的歸零復(fù)盤中絞盡腦汁、上下求索……成功的喜悅總是短暫,磨人的“歸零”背后的辛苦更加觸及靈魂:“有時候甚至不敢到現(xiàn)場看試驗,不是害怕失敗,害怕困難,是害怕背后承受的壓力,因為這不是我自己一個人、一個部門要承擔歸零帶來的一系列問題,而是整個系統(tǒng)都要和你一起歸零!”

重壓之下,沒有他路,唯有科學審慎、執(zhí)著求索的態(tài)度,堅韌不拔、永不放棄的精神,支撐著他們沖破黑暗、砥礪前行?!皻w零”帶來的不僅是無數(shù)個不眠不休的夜晚,唇槍舌劍的爭辯,嚴謹細致的故障樹分析,周到全面的措施治理,更是對機理的深入了解、對技術(shù)的深刻認知,以及對科學技術(shù)的崇敬之情、對自然規(guī)律的敬畏之心。那些“歸零”中積累的經(jīng)驗,也成為十一所不斷攻克新的技術(shù)難關(guān)的堅實階梯。

再起新長征,丹心照日星。為進一步拓展運載火箭的功能,2003年起,十一所開展了遠征系列上面級泵壓式發(fā)動機的研制,這一被譽為“太空擺渡車”的發(fā)動機也首次實現(xiàn)了“北斗”導(dǎo)航雙星直接入軌發(fā)射。21世紀以來,十一所配合月球探測工程研制了空間大變比發(fā)動機,先后用于“嫦娥三號”、“嫦娥四號”、“嫦娥五號”和“天問一號”探測器。

2000年,十一所研制的我國首型液氧煤油高壓補燃循環(huán)發(fā)動機獲國家立項,該發(fā)動機比沖等整體性能達到國際先進水平,這是我國航天主動力技術(shù)發(fā)展的重大里程碑。正是有了這一成果的助力,才有了新一代運載火箭的升級換代,它引領(lǐng)我國航天技術(shù)向綠色、環(huán)保這一國際主流趨勢邁進。

2002年起,十一所開展了液氧煤油高空起動補燃循環(huán)發(fā)動機的研制,使我國高空發(fā)動機技術(shù)水平有了質(zhì)的飛躍。發(fā)動機比沖效率等關(guān)鍵指標達到國際領(lǐng)先水平,多項技術(shù)為國內(nèi)首創(chuàng),相關(guān)成果促進了我國新一代運載火箭的系列化。

至此,兩型液氧煤油發(fā)動機構(gòu)成了我國新一代運載火箭的動力基礎(chǔ),將支撐我國空間站建設(shè)及運營、載人登月,以及火星探測等國家重大任務(wù)的實施。這些成就正是新一代航天動力人傳承底蘊、致力創(chuàng)新的結(jié)果,是他們夜以繼日接續(xù)奮斗的碩果,也是他們鉆研創(chuàng)新、勇攀高峰的精神結(jié)晶。

百尺竿頭,更進一步,為滿足我國空間站建設(shè)、載人登月、深空探測等重大科技專項對液體火箭發(fā)動機的發(fā)展需求,十一所正圍繞常溫推進劑發(fā)動機、液氧煤油發(fā)動機、武器姿軌控發(fā)動機、沖壓及組合動力發(fā)動機等領(lǐng)域開展全方位布局,開展百噸級常溫某型發(fā)動機、500噸級液氧煤油發(fā)動機、200噸級全流量補燃循環(huán)液氧甲烷發(fā)動機等型號研制工作,全力助推航天強國建設(shè)。

時光變換流轉(zhuǎn),精神歷久彌新。新一代的十一所人正接過薪火,在實現(xiàn)國人太空探索夢想的征途上奮斗向前。

藍圖繪就,指引前行——劍指浩瀚星辰再上新程

2021年6月23日,習近平總書記來到北京航天飛行控制中心,同正在“天和”核心艙執(zhí)行任務(wù)的“神舟十二號”航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波親切通話??倳浿赋觯ㄔ炜臻g站,是中國航天事業(yè)的重要里程碑,將為人類和平利用太空作出開拓性貢獻。

劍指浩瀚星辰,中國人再次踏上征程!黨的十九大以來,在建設(shè)航天強國的偉大目標的牽引之下,中國航天迎來了蓬勃飛速發(fā)展期。2020年,中國航天發(fā)射次數(shù)和發(fā)射載荷質(zhì)量均位居世界第二。作為“十四五”的開局之年,2021年,中國航天科技集團宇航發(fā)射繼續(xù)開啟“超級模式”,年發(fā)射次數(shù)首次達到歷史最高的“40+”,發(fā)射成功率100%。2022年,集團公司計劃安排50余次宇航發(fā)射任務(wù),將完成載人航天6次重大任務(wù),包括兩次貨運飛船、兩次神舟飛船和實驗艙Ⅰ、實驗艙Ⅱ發(fā)射,以及在軌交會對接、出艙活動和飛船返回任務(wù),全面建成空間站等。在中國特色社會主義新時代下,黨中央對我國液體火箭發(fā)動機事業(yè)提出了更高的要求。使命召喚,責任在肩。王春民對自己肩上的重任有清醒的認識。對如何迎接新的挑戰(zhàn),他心中早已經(jīng)有了謀劃布局。

創(chuàng)新無止境,攀登永向前。近幾年,以創(chuàng)新為魂,在王春民領(lǐng)導(dǎo)下,十一所人開啟了數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新征程。未來,他們還將在這方面繼續(xù)發(fā)力,包括繼續(xù)推進發(fā)動機研制的全流程管理模式的建立,推動生產(chǎn)的全自動化;加強質(zhì)量的數(shù)據(jù)管理,建立產(chǎn)品保障體系,不斷提升十一所保證成功的能力;架構(gòu)嶄新的信息融合和資源協(xié)同模式,健全完善組織、技術(shù)、平臺等為一體的技術(shù)創(chuàng)新體系等,把人從繁重的事務(wù)性工作中解脫出來,用數(shù)字化的新力量有力地支撐前沿領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新。

萬丈高樓平地起,過去一系列成績的取得,得益于十一所人對基礎(chǔ)研究的重視。十一所擁有國內(nèi)唯一的液體火箭發(fā)動機技術(shù)國家重點實驗室、中國航天科技集團組合動力技術(shù)研究中心、中意仿真平臺等技術(shù)創(chuàng)新平臺,有30余套國內(nèi)唯一或國際先進的噴霧燃燒實驗系統(tǒng),以及包括結(jié)構(gòu)強度、力學、聲學、流體、氣動、旋轉(zhuǎn)機械等在內(nèi)的20多種先進的仿真工具和百萬億次的高性能計算集群,具備全三維協(xié)同設(shè)計能力?;A(chǔ)研究助力成果轉(zhuǎn)化,應(yīng)用需求推動基礎(chǔ)研究持續(xù)深化。如今,中國航天行至彎道超車的關(guān)鍵路口,堅持對基礎(chǔ)的探尋和研究將成為十一所人開拓創(chuàng)新的鋪路石。

習近平總書記在2021年9月27日的中央人才工作會議上指出:“人才是創(chuàng)新的第一資源”,“創(chuàng)新驅(qū)動的本質(zhì)是人才驅(qū)動”。人才興,則科技興。深諳此意的新一代十一所人將繼續(xù)推進人才培養(yǎng)戰(zhàn)略,以打造科技領(lǐng)軍人才隊伍為重點,打通人才職業(yè)生涯通道建設(shè)為抓手,切實加強專業(yè)人才隊伍建設(shè),努力推進人才引進的各項計劃,從而實現(xiàn)員工結(jié)構(gòu)的跨越式變革等發(fā)展。

鐵肩擔重任,同心寫春秋。融入中國航天飛躍式發(fā)展的進程中,十一所人也越來越深刻地感受到這份事業(yè)不是靠一個人、一個團隊的力量就可以完成,它是一個龐大的體系,需要團聚起四面八方志同道合的人來同舟共濟。為此,近十年來,研究所一直致力于推進與西安交通大學、西北工業(yè)大學等高校及其他院所的戰(zhàn)略合作。在未來,十一所將進一步加強、拓展企業(yè)和高校的深度融合,立足國家和行業(yè)需求,推動產(chǎn)學研用深度融合,瞄準科技強國、航天強國的戰(zhàn)略目標,聯(lián)合各方突破瓶頸,支撐未來發(fā)展。

星空浩瀚探無止境,時代召喚使命在肩。面對新要求、新機遇、新挑戰(zhàn),十一所的藍圖目標清晰而明確:發(fā)揮航天液體動力國家隊的責任擔當,建立一流的航天動力技術(shù),打造一流的航天推進技術(shù)研究所,為實現(xiàn)世界一流軍隊、世界一流企業(yè)建設(shè)的宏偉目標提供強勁的動力支撐!

憶往昔,崢嶸歲月,勇攀高峰;看今朝,不辱使命,再立新功!