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钱学森与中国导弹航天事业
叶介甫
著名科学家钱学森(1911一2009),曾在美国学习、工作20年,在空气动力学、航空工程、喷气推进、工程控制论等科学技术领域有许多开创性的贡献。1955年10月,钱学森冲破种种阻力回到祖国,长期担任火箭导弹和航天器研制的技术领导职务,对中国火箭、导弹和航天事业的发展做出重大贡献。被国务院、中央军委授予“国家杰出贡献科学家”荣誉称号,获中共中央、国务院、中央军委颁发的“两弹一星”功勋奖章。
“外国人能造出来的,我们中国同样能造得出来”
1955年,刚刚从美国回国的钱学森一家在中国科学院派来的朱兆祥的陪同下,于10月13日到上海,28日抵达首都北京,受到中国科学院的热烈欢迎。11月5日,当时主管科学工作的陈毅副总理接见钱学森,代表党和国家欢迎这位爱国的科学家。
钱学森归国后的科学成就主要体现在两个方面:一是为中国科学院筹建力学研究所,这是中国科学院领导筹划已久的事;二是为军队和国防部门完成导弹研究和设计。关于后一点,当时还鲜为人知,钱学森本人也没有这方面的思想准备。在他正式开始工作前,科学院的领导建议他到东北考察一下,那里有许多新兴工业,又有科学院的一些研究机构。钱学森欣然同意。钱学森一行是在11月23日到达哈尔滨的,25日一早,他们来到哈尔滨军事工程学院。出乎他意料的是,出来欢迎的竟是学院院长陈赓大将,陈赓是在当天清晨乘专机从北京赶来亲自接待钱学森的。陈赓在欢迎辞中说,军事工程学院打开大门来欢迎钱学森先生,对于钱先生来说,没有什么密要保。陈赓陪同钱学森参观空军工程系、海军工程系、炮兵工程系等。
在室外的一个小火箭试验台前面,钱学森停了下来。这是一个非常简陋而又原始的固体燃料火箭试验装置,钱学森很有兴趣地和正在安装调试的教师讨论起来。陈赓从旁问钱学森,中国能不能自己造出火箭、导弹来?
在钱学森看来,这没有什么不能的,外国人能造出来的,我们中国同样能造得出来,难道中国人比外国人矮一截不成!
多年以后钱学森才知道,陈赓是带着国防部长彭德怀的指示,专程赶到哈尔滨,就此专门请教他的。也许是这句话,决定了钱学森从事我国导弹和航天事业的信念。
从东北回来已是12月下旬,钱学森向科学院领导汇报了他关于发展祖国力学事业的设想。1956年1月5日,科学院召开院务会议,认为成立力学研究所的条件已经成熟,不必再按常规经过筹备阶段,可以直接宣布力学研究所正式成立。从钱学森归国到力学研究所成立,总共不到3个月时间,这是科学院内成立最快的一个研究所。力学研究所完全按照钱学森关于技术科学的思想建立,实际上,它是一个综合性的技术科学研究所。这既符合力学的长远发展方向,又符合我国社会主义建设的需要。他的建所思想对力学所的发展至今仍有广泛的指导意义。
钱学森每天早出晚归,不是开会或找人谈话商量问题或筹划实验室的建设,就是埋头读书、研究学问,或做学术报告介绍国内外的发展。他的学术报告不仅内容新颖、资料翔实,而且深入浅出,使一些艰深而又复杂的问题变得通俗易懂。所以,每当他做报告,不仅力学所的人踊跃参加,科学院其他研究所、大专院校和外地的一些科技人员都赶来,聆听他的报告。
1956年春,钱学森积极参与制订《1956-1967年科学技术发展远景规划纲要》的工作。这一规划是周恩来总理亲自领导,由陈毅、李富春、聂荣臻等领导人具体组织数百名科学技术专家参与制订的。钱学森作为一名火箭技术专家,由他主持,与王弼、沈元、任新民等合作,完成了第37项《喷气和火箭技术的建立》,它将喷气技术和火箭导弹事业纳入了国家长远规划,勾画了这一尖端技术的发展蓝图,对推动这一事业的发展起了重要作用。
搞导弹,“有五年的时间我看是可以的”
作为一名在美国搞了十几年应用力学和火箭导弹技术的科学家,钱学森一回到祖国,就受到国防和军事部门的高度重视。陈赓在哈尔滨军事工程学院接待钱学森以后,便立即飞回北京,向国防部长彭德怀汇报了钱学森认为中国人能够搞导弹的信心和看法,彭德怀希望尽快见到钱学森,亲自征询他关于中国如何搞导弹的具体意见。所以,钱学森尚未回到北京,彭德怀就几次给科学院打电话,询问钱学森的情况。
1955年12月下旬,钱学森从东北回到北京,几天后,就在陈赓的陪同下见到了彭德怀。谈话是直截了当的,没有寒暄,没有客套。彭德怀问钱学森,我们能不能先搞出一种短程导弹,比方说射程500千米,这需要什么样的人力、物力和设备条件?估计需要多长时间可以造出来?
钱学森略作思考后说,搞导弹当然不是件容易的事,需要有一支搞研究和设计的队伍,需要建些地面试验设备,也需要有专门的加工制造工厂,原材料可能需要全国各有关部门的支持;人力、物力,这需要仔细估算一下;而时间,美国从军方开始支持搞导弹,到搞出第一枚导弹,用了近10年的时间。我们可以比美国快,有5年的时间应该可以。
彭德怀很高兴,又向钱学森请教了一些导弹的技术知识。彭德怀听得很有兴趣,觉得与钱学森谈话很长知识,便和陈赓商量着安排钱学森给我军高级干部讲讲课。
于是钱学森又在1956年1月给解放军高级将领做了火箭导弹技术的讲演,在总政排演场,一连讲了3天,盛况空前。
1956年2月初,一个周末的下年,叶剑英会见并宴请钱学森夫妇。作陪的是陶铸,谈话的主题也是导弹问题。谈话气氛十分融洽,越谈,他们对火箭、导弹的兴趣越浓;越谈,他们的心情愈加迫切。叶剑英直接提出,希望钱学森在科学技术上主持这件事。为祖国效力是钱学森多年的夙愿,祖国的强大是他梦寐以求的理想。钱学森当即表示,将努力为之。
1956年2月17日,由钱学森起草的《建立我国国防航空工业的意见书》送到周恩来总理的案头。
钱学森的意见书得到党中央的高度重视。1956年3月14日,周恩来总理亲自主持中央军委会议,研究决定,由周恩来、聂荣臻和钱学森等筹备组建导弹航空科学研究的领导机构——航空工业委员会。会议决定按照钱学森的建议,组建导弹航空事业的科研机构、设计机构和生产机构。国务院任命聂荣臻为航空工业委员会主任,钱学森为委员。
根据中央军委的决议,1956年5月10日,聂荣臻提出《关于建立我国导弹研究工作的初步意见》,建议在航空工业委员会下设导弹管理局,由钱学森任第一副局长兼总工程师;建议建立导弹研究院,由钱学森任院长。中央书记处很快批准了这一意见。
钱学森立即受命负责组建我国第一个火箭、导弹研究机构——国防部第五研究院(以下简称“五院”)。1956年10月8日,由聂荣臻主持,国防部第五研究院在车道沟兵器招待所宣布成立。
“一切成就归于党,归于集体”
五院成立后,钱学森的工作真可谓千头万绪。他那时45岁,精力充沛。
首先得让人们对导弹有一个初步了解。在钱学森的倡导下,导弹技术训练班继续开办。他一边讲课,一边结合具体工作,开展讨论,边学边干。1957年9月,钱学森随聂荣臻赴苏联访问,就新技术援助问题同苏联进行谈判。作为聂老总的科学技术顾问。钱学森同苏方专家进行认真仔细的讨论。他按照中央规定的方针、聂荣臻提出的统一口径,和苏方谈判,要求自己该问清楚的问题一定要问清楚。他参观了苏联科学院的有关研究所和导弹研制机构。苏联方面知道钱学森是一位著名科学家,在空气动力学和火箭导弹方面有很深的造诣,于是邀请他在苏联科学院做学术报告。钱学森以“工程科学”和“工程控制论”为题讲演,受到热烈欢迎和高度评价。1957年10月15日,中苏双方签订新技术协定,规定在1957年至1961年底,苏联供应中国几种导弹样品和有关技术资料,派遣技术专家,帮助我国进行仿制,并提供导弹研制、发射基地的工程设计,增加接收我国火箭专业留学生的名额等。
访苏归来,五院的重点就转向仿制苏联提供的教学和科研弹P-1和P-2(即后来的“东风-1号”),钱学森花了很大精力投入此项工程。他首先组织科技人员翻译和消化苏联的图纸资料,派遣技术人员跟班苏联专家学习,并在此基础上组织“反设计”。遵照聂荣臻提出的一定要通过仿制,“爬楼梯”,大练兵,向独立设计发展的方针,钱学森于1959年10月17日在五院党委扩大会议上提出,苏联的设计方案是1959年定案的,不是一成不变、万年都妥的方案,以后一定有改进的必要。我们应该解放一点思想,建一点“土”的设备是好的。他还以静力实验为例指出,1959年的中心任务是结合1059(即P-2)的仿制工作,掌握静力实验的方法及程序;建设静力实验设备,学会如何进行实验;掌握强度计算的方法等,认为这是一个从仿制转入自行设计任务的正确途径。
1960年,当我国仿制P-2导弹的工作进行到最后阶段时,赫鲁晓夫下令撤走全部苏联专家,这给五院的导弹仿制工作造成了一定困难。在这种情况下,党中央、毛泽东主席决定,要自力更生,发展我国尖端技术。根据这一精神,聂荣臻指示五院:一定要争口气,依靠我们自己的专家,自力更生,立足国内,仿制P-2导弹绝不能动摇,无论如何要搞出来。
聂荣臻非常重视发挥科技人员的作用。他多次强调,凡科学技术上的事,只能由科技人员定,其他人不能干预。1960年10月,五院党委还专门就此作出决定。钱学森这一时期在五院的技术工作中,发挥着突出的作用,重大技术问题都由他决定。每个星期天下午,他把几位总工程师请到家里,讨论重大技术问题。按照民主集中制的原则,先请每位老总充分发表意见,对于意见一致的问题,他当即拍板决策:不一致的,如果不是急办的,留待下星期的会议继续讨论;如果是急办的,则由他根据讨论情况,提出解决办法,大家分头去办。在办的过程中,如果发现有行不通的地方,下星期提出来重新讨论;如果办成了,功劳是大家的,失败了,责任由他承担。钱学森说,这种做法十分有效,几位老总都心情舒畅,能畅所欲言。几十年后,大家对那一段工作仍十分怀念。就这样,钱学森和五院全体同志及全国人民一道,自力更生,艰苦奋斗,克服了无数技术的和非技术的难关,解决了苏联人遗留下来的许多难题,终于在1960年仿制成功P-2导弹。
1960年11月5日,钱学森作为P-2导弹首次飞行试验委员会委员,在我国酒泉基地,协助聂荣臻组织这次导弹的发射工作。导弹发射试验成功,现场科技人员和解放军官兵都禁不住热情欢呼,聂荣臻、张爱萍等和钱学森热烈握手,互致庆贺。聂荣臻在致辞中说:“在祖国的地平线上,飞起了我国自己制造的第一枚导弹,这是我国军事装备史上一个重要的转折点。”
5年的心血终于有了结果,钱学森感到十分欣慰。同时,他也感到,这样的速度是他在美国不敢设想的。从中他更加认识到党的组织领导的力量,人民群众的力量,更加坚定了他的信念和决心。他常说:“一切成就归于党,归于集体。”这是他的肺腑之言。
“东风-2号”研制和发射成功
在近程的P-2导弹(后来命名的“东风-1号”,也简称“东-1”)即将仿制成功的时候,聂荣臻及时指示五院要突破从仿制到独立设计这一关,迅速发展提高,建立我们自己的高技术水平的导弹技术体系。作为五院的技术负责人,钱学森立即调整五院技术力量,加强设计队伍,协助实施这一转变。
从仿制走向自行设计,这是我国导弹技术发展中质的飞跃,实现这一飞跃,对我国年轻的导弹研制队伍来说,并不是轻而易举的。经过民主讨论,总体设计思想和总体方案基本确定下来,即以“东风-1号”为基础,设计上不进行大的改动,只将发动机和弹体结构等方面的尺寸加大一些,使其射程达到中近程(即1000千米左右)的要求。总体方案一定,各系统便按此开始设计工作。鉴于苏联的背信弃义,五院提出要尽快搞出我们自己的“争气弹”。全院上下“变气愤为发奋”,都在为争取我们自己的“争气弹”早日上天而发奋工作。到1962年3月初,仅用了16个月的时间,我国自行设计和研制的“东风-2号”导弹就出厂待发了。
1962年3月21日,“东风-2号”(简称“东-2”)导弹竖立在酒泉发射场的塔架上,随着倒计时的口令“3-2-1-点火!”导弹腾空而起。然而,欢腾的人们很快用肉眼就看到,弹身在晃动,接着导弹偏离了轨道,随着“轰”的一声巨响,导弹坠落在离发射塔不远的沙漠上,将戈壁滩炸出了个大大的弹坑。全体参试人员大为震惊,既感到万分痛惜,又感到巨大的压力。在初次遇到的挫折面前,聂荣臻十分沉着、冷静,立即安慰大家,科学试验允许失败;并指示不要追查责任,重要的是找出失败的原因,以利再战;对于查出故障原因的人,同样要给予奖励。他指定钱学森立即飞赴基地,负责故障的分析。
3月22日,钱学森赶赴基地。他首先察看了坠落现场,组织人员收集残骸,作故障分析之用。经过3个多月的仔细分析、研究,从各分系统的总体,开了无数次大大小小的故障分析会议,对导弹残骸进行测定分析,对测量数据进行计算处理和分析等,终于逐渐明晰故障的原因。
吸取“东风-2号”第一次试验失败的教训,从1962年到1964年,国防部五院认真贯彻调整方针,缩短了研制战线,进一步集中力量,突破“东风-2号”的技术难关。针对试验中暴露出来的问题,重新审查、修改总体方案,各分系统开展大量的研究工作。经过修改设计后研制出的导弹产品,先后通过17项大型地面试验,需要解决的技术问题都已解决,钱学森和广大技术人员对即将进行的发射试验充满信心。
1964年6月29日,钱学森协助张爱萍在“二十基地”组织我国第一个自行设计的中近程导弹再次进行发射试验。试验获得了成功,张爱萍激动得和钱学森热情握手、拥抱。这次发射成功揭开了我国火箭、导弹发展史上新的一页。接着,7月至10月间,我国又先后多次进行了这个型号的发射试验,均获得成功。
“东风-2号”的研制和发射成功,标志着我国已经基本上掌握独立研制导弹的一套复杂技术,也标志着1957年制订的12年科学规划的提前完成。
装有核弹头的中近程地地导弹试射成功
“东风-2号”成功研制和发射后,钱学森又有了新规划。他发起了有设计、生产和使用部门的工人、技术人员及领导干部3000多人参加的规划方案讨论,在充分发扬技术民主的基础上,最后形成1964年至1972年研制出“东风-2号甲”中近程导弹,“东风-3号”中程导弹,“东风-4号”中远程导弹和“东风-5号”洲际导弹的长远发展规划,此称“八年四弹”规划。
1965年,中央根据五院的任务需要,撤销了国防部五院的建制,成立第七机械工业部(以下简称“七机部”),钱学森任副部长。七机部成立以后,摊子更大,任务也更重。钱学森这时除了抓地地弹,“红旗”型号的地空导弹、“海鹰”型号的岸舰导弹,更长远一些的固体发动机、固体导弹、反导系统和运载火箭及卫星等,也都陆续上马。由于钱学森和广大科技人员卓有成效的工作,20世纪60年代,空军部队使用新装备的国产“红旗-2号”地空导弹,曾多次击落侵犯我领空的美国U-2高空侦察机。实战证明,国产“红旗-2号”地空导弹的作战使用性能良好。
这时的钱学森花费精力较多的,是解决“两弹”结合试验中的各种问题。
在本国的国土上进行原子弹和导弹这“两弹”结合的飞行爆炸试验,是史无前例的新事物,需要解决一系列的问题,特别是安全问题,要确保核弹头在未解除保险时,即使发生各种异常状态,也不会发生核爆炸。为此,七机部和二机部合作,在国防科委的统一指挥下,组织进行若干次以严格检验导弹及其核弹头的安全性和可靠性为目标的飞行“冷”试验(不装核材料);在确有把握的基础上,再进行“热”试验(装核材料)。当时曾考虑了各种可能的意外情况,并提出进行燃烧试验和撞击试验等;在发生意外情况下的自毁也有好几套方案,这些问题是全新的,钱学森和二机部、七机部人员为此花费了大量心血。
有了这些地面试验以后,1966年12月和1966年上半年,钱学森两次飞赴基地,组织了两批多发“东-2甲”的安全可靠性飞行试验。在试验前,聂荣臻一再嘱咐,一定要专心搞好试验,不要受政治运动的干扰,脑子不能开小差,心不二用。试验证明,“东-2甲”的方案是完全正确的。但试验中也暴露出在产品质量,特别是安全可靠性方面,“东-2甲“还存在不少问题或隐患,必须在“热”试验以前逐个解决。钱学森在动员会上多次强调,这是个新事物,无先例可循。引用毛主席语录“我们正在做我们的前人从来没有做过的极其伟大光荣的事业。我们的目的一定要达到,我们的目的一定能够达到”来教育和鼓舞大家,并和大家一起,扎实细致地工作,排除一个个具体的故障或隐患,做到“不调不换,打好打准”。他按照周恩来总理提出的“严肃认真,周到细致,稳妥可靠,万无一失”的要求,不放过试验中出现的任何差错,在1966年7月11日的工作手册中,以表格的方式,详细开列了“外协配套仪器存在的主要问题”。这些问题,从大的方面分类,共十几项,细目则多达好几百项。对于这些问题,无论大小,钱学森都极其认真地对待,—一指定具体负责人去落实解决,解决的情况也要一一向他汇报。他强调,该做的试验,一定要在出厂前做好,不能等到产品抵达基地以后再做。
1966年,在周恩来、聂荣臻的直接领导下,二机部、七机部广大科技人员、工人和国防科委试验基地的解放军指战员排除各种干扰,解决了一个又一个技术问题。这一年的10月27日,钱学森、张震寰等协助聂荣臻,在导弹核试验基地,主持了我国装有核弹头的中近程地地导弹的发射试验,获得圆满成功。这次试验使我国的国防现代化建设又向前迈进了一大步。
我国第一颗人造卫星发射成功
我国第一颗人造地球卫星是1970年发射的,该型号在1965年正式开始研制,而钱学森探索人造卫星的工作早就开始了。
1958年5月17日,毛泽东主席在中国共产党八届二次会议上宣布,我们也要搞人造卫星。此后,钱学森便一直在思考我国卫星事业的发展问题。
1958年,中国科学院成立以钱学森为组长、赵九章和卫一清为副组长的领导小组,负责筹建人造卫星、运载火箭以及卫星探测仪器的设计和空间物理研究的机构。
1961年6月,在钱学森、赵九章等人的倡导下,中国科学院开始举办持续12次的星际航行座谈会。在第一次座谈会上,钱学森发表题为《今天苏联及美国星际航行火箭动力及其展望》的讲演。他在讲演中除了介绍苏美火箭发展的情况,还从科学上指出:“在航空飞行中,我们总是同空气动力打交道;而在星际飞行中,气动力问题是次要的,重点是重力、推力及惯性力问题。”“重力场问题非常重要。所谓最优发射轨道,最优飞行轨道问题,主要是尽最大可能,使重力垂直于轨道,使推力垂直于重力。所以,在星际航行中,我们会遇到一些全新的问题。”
1963年,中国科学院成立了由竺可桢、裴丽生、钱学森、赵九章领导的星际航行委员会,负责组织制订星际航行发展规划,安排预先研究课题。钱学森提出,先放探空火箭和气象火箭,为研制运载火箭和放卫星储备技术,积累经验。1964年,“东-2”试验成功以后,钱学森感到发射人造卫星已经有了比较可靠的基础,于是在1965年1月8日,正式向国家提出报告,建议早日制订我国人造卫星的研究计划并列入国家任务。聂荣臻很重视钱学森的建议,指出只要力量上有可能,就要积极去搞。
1965年4月29日,国防科委向中央专门委员会报告了张爱萍邀请张劲夫、钱学森、孙俊人及国家科委、国防工办专业局的负责同志和专家研究的结果,提出在1970年或1971年发射我国重量为100千克左右的第一颗人造地球卫星的设想。中央专门委员会在1965年5月4日、5日召开的第12次会议和8月9日、10日召开的第13次会议上,原则批准了我国第一颗人造卫星的规划方案,以及争取在1970年左右发射我国第一颗人造卫星的设想。由于钱学森的建议是1965年1月提出的,所以,第一颗人造卫星的工程代号为“651工程”。
第一颗人造卫星在一定意义上可以说是一颗“政治卫星”。对钱学森压力最大的,莫过于“一次成功”的要求,要一次成功地送上天,还要求卫星运行轨道尽量覆盖全球,让世界人民听得到,看得见。周恩来总理也多次要求,要过细地工作,做到万无一失。
为确保卫星播送《东方红》乐曲准确、可靠、悦耳,钱学森多次听取卫星总体负责人员的汇报,审查设计方案,检查设备质量。当卫星总体超重时,他提出,凡是和广播《东方红》乐曲有矛盾的,都要给广播让路。
经五院和各协作单位的共同努力,“东方红一号”卫星的检验星于1969年9月完成全部环境模拟试验,星上各系统工作正常,尤其是《东方红》乐音的质量很好。1970年3月,两颗发射星的总装工作开始,钱学森对即将发射的卫星的质量也心中有数了。
“651工程”中,有关地面发射和跟踪测量系统是由国防科委的基地承担的。那时钱学森还未到国防科委工作,但周恩来总理指定他是“651 工程”技术上的总负责人,所以,对地面发射和跟踪测量系统的建设问题他也得过问。每次国防科委召开这方面的会议,都请钱学森参加。有时基地的同志直接向他汇报,听取他的指导意见,并请他协调解决与星、箭有关的重大技术问题。
1970年4月24日,在毛泽东主席、周恩来总理的关怀下,钱学森等在酒泉卫星发射场,组织实施我国第一颗人造卫星的发射工作。重173千克的卫星发射成功。这颗卫星向全世界播送的《东方红》乐曲,宣告中华人民共和国迎来了航天时代的黎明。