長空萬里東風起——仿制
為了更好地開展P-2導彈的仿制工作,在1957年的年底,國防部五院組建了兩個分院:一個是以原六、七、八、九、十室為主體的一分院,另一個
為了更好地開展P-2導彈的仿制工作,在1957年的年底,國防部五院組建了兩個分院:一個是以原六、七、八、九、十室為主體的一分院,另一個則是以十一、十二、十三、十四、十五室為主體的二分院。我們其實可以這么認為,一分院主要負責的是看得見摸得著的設備,包括導彈彈體、發動機、燃料等等;二分院主要負責的是看不見摸不著的程序,包括控制系統、導航、參數標定等等。一分院有8個研究室,駐扎在北京市長辛店附近的云崗;二分院共有12個研究室和一個試制工廠,駐扎在北京市永定路附近。
時間到了1958年,這是一個特殊的年份。
在這一年的一月,毛澤東主席在最高國務會議上提出:要在15年內趕上英國。對于我國的航天事業而言,受此前蘇聯發射人類第一顆人造衛星的鼓舞,我國第一顆人造衛星的任務“581”也得到了提出。盡管,我國在當時還未能造出導彈來。(關于“581”計劃以及我國第一顆人造衛星研制始末,可以關注此前連載的“來自太空的中國之聲”系列文章)
5月29日,聶榮臻向國防部安排了P-2導彈的仿制工作,將我國仿制P-2導彈的代號定名為“1059”。意即,我國仿制的第一批導彈定于1959年10月份前出廠,爭取國慶十周年內試射。
我們對于P-1導彈的學習與認識,靠的是反設計工作。但對于P-2導彈而言,我們又有了更新的手段。按照《新技術協定》的要求,蘇方將向中方提供P-2導彈的全套圖紙,將圖紙翻譯出來,就可以下發到各個廠家進行仿制,大大加快進度。但同時,對于P-2導彈的反設計工作也在進行中。
6月28日,蘇聯提供的第一批圖紙資料運抵我國,國防部五院的技術人員立即開展了艱苦的翻譯工作。北京的夏日酷熱難耐,人們在汗水中將圖紙一張張翻譯,一張張復制。錢學森見此情此景,晚上常常與機關人員帶西瓜去慰問參與翻譯的人員。在一個月之后的7月28日,圖紙全部翻譯復制完成,下發到工廠。8月,來自蘇聯的導彈專家也來到了中國,開始具體指導仿制工作。
在仿制開始之前,先要確定導彈總裝廠的廠址。
一個工廠需要大量的設備與熟練技術工人,新建一個廠顯然不如改建一個廠來得迅速。同時,導彈與飛機同為利用空氣動力學原理的飛行器,因此其生產也與飛機相似,那么,就需要從飛機制造廠中選擇一個進行改建。再綜合北京資源優勢、廠房擴建潛力、保密需求等要素評判,最終位于北京南苑的211廠被選擇成為導彈總裝廠。這個曾經飛出過中國第一架飛機的工廠,也將把第一枚導彈送上藍天。

仿制工作注定是一場苦旅,甫一開始,“四座大山”擺在了人們面前:
第一是蘇聯提供的資料不完全。盡管P-2導彈的總體資料比較完善,但一些細節方面則純屬一片空白。這樣的問題主要是在導彈配套的地面設備上:例如加注設備需要定量定速加注燃料,但流量計、加注泵的圖紙是沒有的;遙測系統需要知道火箭的各種狀態,包括火箭姿態、過載等等,但姿態傳感器圖紙缺失;最離譜的是,火箭發動機試制完成后需要試車,關于試車臺的資料根本不存在,任新民去索要圖紙的時候,卻被蘇聯專家一句“等你們把發動機造出來之后,到我們蘇聯去試車”給打發了回來。如果這些問題得不到解決,那么我們只能得到一個看上去像P-2導彈的模型,不能投入使用。
第二是制造材料的缺乏。圖紙只是圖紙,需要找到合適的材料才能將其變成實物。盡管P-2導彈對于蘇聯而言算是較為落伍的產品,但國內的技術水平仍然不能達到要求。例如大面積鋁合金板材、不銹鋼組件、密封件等等,例如RD-101的火箭發動機密封件要求用十分細密的皮革制成,用蘇式修辭就是“像3歲的小牛犢臀部沒有挨鞭打的皮膚一樣”(為此,翻譯員在翻譯的時候還鬧出了笑話,以為非要這樣的牛皮不可),像這樣的材料在我國是比較難以獲取的,而蘇聯圖紙的原始設計要求就是如此,能不能用其它材料進行替代,誰也不好說。
第三是加工設備的匱乏。僅有原材料是攢不出導彈的,必須要經過加工。而P-2導彈的大尺寸零件較多,因此需要大噸位的水壓機、大型車床等大部件;同時P-2導彈的一些部件工況極端,因此需要精密機床。但能夠滿足P-2導彈仿制需求的加工設備國內都十分缺乏,蘇聯專家在華期間遍尋國內的各個廠家,也不得不多次表示“沒有條件制造,趕快向蘇聯申請訂貨?!倍K聯的加工設備運輸到我國是一個非常耗時的過程,究竟是自制還是外援,這也成為了人們需要取舍的問題。
第四是組裝力量的薄弱。零件加工完畢之后就需要組裝,而組裝也是一門大學問。P-2導彈的各個零件除了極個別地方采用鉚接之外,絕大多數部件的組裝均需要焊接。而焊接又分為各個不同的工藝:從焊接裝備看可以分為電焊、氬弧焊、氣焊等;從工藝上看可以分為點焊、滾焊、對接焊等;而總裝工廠一是人數不多,二是工種不全,三是經驗不足,四是規程不嚴。而且導彈部件的測試工作也是重要的一環,如何在沒有測試條件的情況下如何實現測試,將是導彈能否上天的核心。
一句話,“1059”導彈的制造從頭到腳都存在問題。
但沒有什么問題是克服不了的。
因為我們的優勢就是,集中力量辦大事,以及自力更生。
在收到了問題的報告之后,國防部五院會同全國各個相關的工業部門,對P-2的仿制工作展開了全面的會戰。全國直接、間接參加會戰的單位1400余個,主要承制工廠60余個,他們將把3800多個導彈零部件問題給一一解決。

面對圖紙不全的問題,我們自己獨立開展研究、學習、設計工作。例如5D52發動機(即RD-101的國產仿制品)的試車臺,盡管蘇聯有援建工程,但任新民也帶領諸多技術人員,從消化RD-101發動機的資料著手,參閱大量相關外文資料,結合我國實際情況,經過兩個多月的反復調研與計算,提出試車臺設計任務書,并與航空建筑設計院一起設計了發動機試驗站。1959年夏天,二號試車臺開始建設,任新民帶領發動機設計人員會同廣大干部、科技人員、技術工人一道,執行“三班倒”,日夜奮戰在工地上,終于在同年年底完成土建與設備安裝工作。但相關的儀器調試則又花了半年時間——盡管蘇聯專家能夠提供部分幫助,但仍然有相當一部分問題是需要自己解決的。因此人們又在摸索中前進,通過實踐總結出一個又一個經驗,以及教訓。最終在1960年6月,二號試車臺完成了調試。在試車臺從零開始的建設過程也指導著人們在研制更大、更先進的試車臺,形成了具有我國自主知識產權的試車臺設計技術。
面對生產材料缺乏的問題,我們積極開發新材料,同時盡可能用手頭的材料作為替代。到1959年底,國防部五院一分院先后與東北輕合金廠、鞍鋼、撫鋼、大連鋼廠、北京鋼鐵研究院等單位簽訂了試制各型金屬材料的協議,共153項;還同各化工、建材、輕工、石油部門等20余家單位簽訂了各型非金屬材料協議,共87項;此外還同洛陽軸承廠等零件廠簽訂了多份零部件提供協議等;另一方面,我們也向各兄弟單位求援,大量尋找成品元件,有時為了一個小小的零件,國防部五院的高層領導也要親自出動向各個單位求援……就這樣,經過各個單位的反復協調與落實,一個全國性的協作網絡得到構建。同時,結合我國的實際,一大批替代產品得到了大量使用:我們在反設計P-2導彈,吃透技術文件,大量計算驗證的基礎上,不僅總結出了相應的技術標準,還指出了蘇聯圖紙上尚能優化的地方,并以此來確定需要使用的材料。例如一分院第七研究室(今航天材料工藝應用研究所)主任姚桐斌帶領團隊與有關工廠密切配合,在一年內,利用30余種膠料試制出176種不同要求的密封件,大量替代了特殊皮革的原始要求。在全國各個單位的通力協作下,“1059”導彈的各種材料與元器件問題正在逐漸地得到解決。
面對設備匱乏的問題,我們用已有的設備進行改裝。例如“1059”導彈的大尺寸鈑金結構件需要一個千噸水壓機——在今天當然不算什么,但是在當時,全國只有武漢鍋爐廠才有這套裝備,而且加工鍋爐的模具與導彈完全不一樣。因此負責導彈加工的211廠技術人員認為,可以安裝一個類似轉接器的過渡模座予以解決。盡管蘇聯專家反對這套“土法上馬”的方案,并指出良率過低的潛在風險,但即便是這樣,211廠領導認為,只要有哪怕一兩個成功,那也是成功。同時為了打消鍋爐廠對于水壓機損壞的顧慮,聶榮臻親自出面向湖北省委與武漢市委做了思想工作,這才讓水壓機用于“1059”導彈的制造,經過多次嘗試,終于成功。而另一方面,我們也獨立自主地研制了一些特殊設備。例如本來應該由蘇聯方面提供的用于焊接彈頭的特殊焊機遲遲未到,屠守鍔僅憑一張蘇聯專家繪制的草圖,帶領三名技術人員從零繪制出特殊焊機圖紙,等到特殊焊機送到的時候,彈頭早已由這臺自制的焊機焊制完畢。
面對技術薄弱的問題,我們的設計代表入駐工廠,開展技術人員與工人、工藝人員“三結合”活動,現場解答技術工人提出的各種設計問題。同時對于一些不嚴格按照規章制度開展生產的廠家,我們也設立了“一票否決”制度。例如5D52發動機各個部件由若干個生產廠家分別研制,410廠承制發動機主體,111廠承制渦輪泵,原先發動機的活門由西安的一家飛機發動機活門廠生產,但由于特殊的時代背景,工廠的規章制度被破壞,盲目地追求數量與進度,不按規定生產,導致良品率很低。蘇聯專家甚至為此出離憤怒:“對產品質量如此不負責任,簡直是對國家的犯罪!”因此很快國防部五院將活門的生產任務轉移到211廠進行。同時410廠與111廠的每一個零件與工序都得到了進一步嚴格的檢查與執行,從根本上提高了生產技術水平。

在生產出導彈分段之后,還需要開展一系列試驗。例如導彈的各個結構需要開展靜力試驗以驗證其靜強度,而當時專用的強度實驗室還在建設中。為了快速開展靜力實驗,屠守鍔率隊因陋就簡,選定一個舊機庫,土法上馬,開展實驗:機庫的凈高不夠,人們就在地上挖一個大坑來變相增加高度;而主要的實驗設備靜力實驗平臺則是用舊飛機上拆下來的5個液壓傳動筒跟自制的承力地軌完成的。短短半年時間,這個舊機庫就變成了一個簡易力學實驗室,連蘇聯專家組總顧問阿爾希波夫也為之驚嘆——特別是當他用挑剔地比對實驗大綱之后,發現所有的設備都完全符合要求的時候。
對于看不見的控制和制導系統,控制系統組組長黃緯祿、制導系統組組長梁思禮帶領團隊從零開始進行研制。在基于自己參觀V-2導彈的經歷,并仔細研究了P-2導彈的控制與制導系統之后,黃緯祿認為導彈的控制系統與他參與的項目有相當的共通之處。既然原理可以把握,那么仿制就不是問題。就這樣,黃緯祿和梁思禮帶領年輕的研制團隊圍坐在黑板前,不斷地討論,記錄,將P-2導彈的控制系統逐漸分解,消化吸收。幾個月后,黃緯祿和梁思禮帶領控制和制導系統組繪制出了P-2導彈控制系統的圖紙。
除了導彈的系統之外,導彈發射場的地面系統也同樣重要。這些地面設備包括導彈發射系統、燃料加注系統、飛行遙測系統等等,主要負責人為謝光選。這些地面系統需要分別由多個廠家予以協作研制,但每個廠家之間的業務顯然是不同的——有設計車輛的,有搞無線電的,還有實驗設備廠家……盡管有相關的圖紙可以參考,有蘇聯專家予以指導,但謝光選還是成為了一個“大忙人”,他不僅需要帶隊下工廠與工人師傅交流,還需要負責起草遙測系統的操作規程,甚至還需要清楚地了解各個地面設備的生產廠家、存在的問題、解決方案等等。在不斷的協調中,地面系統團隊也正在逐漸變得成熟,對于導彈的配套系統應用也更加得心應手。

除了P-2導彈之外,C-75地空導彈、C-2岸艦導彈的學習仿制進程也全面鋪開。為了更好地主持各型導彈的仿制工作,1959年下半年起,錢學森在力學所的辦公時間縮短,在國防部五院的辦公時間延長,而且為了防止行政后勤事務干擾到自己的科研教學進程,1960年3月,他還主動提出降為副院長。聶榮臻理解錢學森的苦惱,決定讓空軍司令劉亞樓則兼任了院長,空軍副司令員兼參謀長王秉璋擔任行政副院長,而錢學森擔任技術副院長,可以一頭扎進組織導彈仿制的工作中去。
在這段仿制的生涯中,國防部五院的人們不辭辛勞,天天在辦公室-食堂-宿舍的三點一線之間奔忙——有些團隊的辦公室跟宿舍甚至就在一間樓里頭,累了就躺床上歇一會兒,起來繼續工作,還有些團隊的辦公點就在一個機庫內,夏天熱如蒸籠,冬天又冷如冰窟,還有不間斷的飛機起降的轟鳴聲……而就是在這樣的艱苦環境下,“1059”導彈的工作卻在一點點穩步地向前推進著。
1960年2月5日,導彈的第一個部段——酒精貯箱成功通過驗收,仿制成功。接下去的兩個月內、導彈的尾段、液氧箱、儀器艙等各個部件都陸陸續續地傳來捷報,導彈即將步入總裝工作。
然而即便到克服了眾多困難,見到光明的時候,仍然有新的阻力出現。
為了檢驗國產燃料的性能,我們將嘗試發射一枚P-2導彈來予以演練。但此時,蘇聯專家卻認為我國蘭州化學實業公司生產的液氧不合格,雜質過多,遲遲不愿意放手,并一直要求用蘇聯產的液氧。盡管西伯利亞的氣溫常年很低,但液氧-183℃的沸點無疑會讓其在長途運輸的過程中跑得一點不剩!為了用鐵一般的證據證明蘇聯專家的觀點是錯誤的,梁守槃經過了反復的計算,認為液氧的雜質完全在可控范圍內,即便全部氧化也不會發生爆炸,為此,他還立下了軍令狀。蘇聯發動機專家組組長施涅金在審核了設計要求、計算過程、樣品化驗數據之后,也明確表示“中國的液氧性能完全符合要求”。除此之外,北京釀酒總廠生產的高濃度酒精,天津東方化工總廠生產的過氧化氫也被證明是完全符合要求的。
而正當“1059”導彈的全部進展順利推進,即將開始首次試射的時候,一則消息如同晴天霹靂一般讓所有人為之錯愕。
← To be continued……









