【校報·歲月如歌】奏響新中國空間研究序曲
發(fā)布日期：2008-11-05 閱讀次數(shù)：
——記“東方—1號”二級高空火箭（原科研代號“505”）
退休教授 徐令昌
編者按：春華秋實,，時光荏苒,，歲月的年輪刻下了一道道難忘的印記,，笑聲,、淚水、幸福,、朋友……往事在記憶中回蕩,，交織成一段段深情的旋律，銘記北理工如火如荼的創(chuàng)業(yè)年代,，奏響北理工人永遠(yuǎn)難忘的歲月之歌。
1958年9月8日下午,，中國第一枚二級固體高空探測火箭,，在河北省宣化靶場發(fā)射升空。當(dāng)天,，又發(fā)射了第二枚二級火箭,，也獲得成功。這兩枚代號為“505”的“東方—1號”二級高空火箭,，由北京工業(yè)學(xué)院（北京理工大學(xué)前身）的師生發(fā)射成功,，從而奏響了新中國空間時代歷史的序曲。
在解放思想,，敢于創(chuàng)新和“12年國家科研發(fā)展規(guī)劃”的鼓舞下,，校領(lǐng)導(dǎo)和師生們決定進(jìn)行攀登新技術(shù)高峰的嘗試，首先要研制一種二級固體高空探測火箭,，能把25千克的有效載荷送上100千米的高空,，用于氣象或高空探測。
從事探空火箭研制的教師都是20多歲的年輕人,，他們從1957年開始學(xué)習(xí)研究火箭技術(shù),，時間短，又缺乏實際經(jīng)驗,，再加上時間短,、任務(wù)急，因此這項研制工作十分艱巨,。
二級火箭,，綜合性很強,，不僅技術(shù)面寬，而且是全新的,。例如,，火箭總體、外形,、發(fā)動機(jī),、固體燃料、發(fā)射,、測高,、遙測、傳感器和回收等,，都要在短時間內(nèi)完成,，這就必須同時上馬，齊頭并進(jìn),。參加研制的師生達(dá)500多人,，協(xié)作單位50多個。多少個日日夜夜,，設(shè)計,、研究、加工和試驗,，緊張進(jìn)行,，刻不容緩。
這些研制火箭的新兵,，面對艱難的任務(wù),，毫不畏懼，知難而進(jìn),。沒有條件就創(chuàng)造條件去試驗,，僅以火箭發(fā)動機(jī)靜止試驗為例。測試臺從無到有,、從小到大,，測試裝置、傳感器,、儀器設(shè)備不斷改進(jìn),、更新，推力測試由測幾千克發(fā)展到測幾噸,。試驗過程中,，成功與失敗交替發(fā)生。
攀登科學(xué)高峰，決不會一帆風(fēng)順,。成功來之不易,，不僅要艱苦奮斗，有時還要付出血的代價,。發(fā)動機(jī)試驗,，兩次發(fā)生爆破，燒傷數(shù)人,；固體復(fù)合燃料組在山西試制研究過程中,，發(fā)生爆炸事故，5位學(xué)生獻(xiàn)出了年輕的生命,。
師生們并沒因此被嚇倒,，他們總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，繼續(xù)前進(jìn),，反復(fù)試驗,，探索規(guī)律，經(jīng)過上百次的發(fā)動機(jī)熱試車,，終于獲得成功,。據(jù)統(tǒng)計，火箭系統(tǒng)各部件的試驗（發(fā)動機(jī),、火藥,、點火、彈翼結(jié)構(gòu),、強度、自由飛行,、火箭分離,、延期藥、發(fā)射架,、回收引信等）和測高系統(tǒng)各部件的試驗（測高答訊機(jī),、天線結(jié)構(gòu)、遙測及其傳感器,、專用電池,、接收地面站等），共達(dá)1.2萬余次,。
首次火箭發(fā)射試驗,，場地選定在河北省宣化靶場。1958年9月初,，準(zhǔn)備試驗不分晝夜地緊張進(jìn)行,。9月8日，一切就序。編號為“東方—1號”的二級固體高空火箭,，垂直地聳立在發(fā)射場地,。這天，秋高氣爽,，碧藍(lán)的天空,，一望無際。北京市委大學(xué)部部長宋碩同志和解放軍某部首長親臨現(xiàn)場觀看試驗,，師生們情緒高漲,。下午2點，操作員按下電鈕,，第一級火箭立即點火,、起飛，伴隨著巨響,，火箭拖著幾米長的火舌,，直線上升，15秒后,，清晰地看到兩級火箭分離以及第二級火箭點火,，帶著紅亮的尾光直插云霄，消失在天幕,。幾分鐘后,，在靶場的遠(yuǎn)處，突然傳來第二級火箭落地“咚”的聲響,。整個發(fā)射過程表明,，火箭系統(tǒng)飛行正常，達(dá)到了設(shè)計要求,。
接著,，在下午4點又發(fā)射了第二枚二級火箭，也獲得成功,。隨后離發(fā)射點13千米處回收到完整的第二級火箭殼體,。
這兩枚火箭，重61千克,，有效載荷13千克（內(nèi)裝測高,、電子儀器等），平均推力1.7噸,，發(fā)動機(jī)內(nèi)分別裝雙基和復(fù)合火藥,，兩種固體燃料，其中復(fù)合火藥是北京工業(yè)學(xué)院自行研制的,。此次二級火箭發(fā)射成功是新中國首創(chuàng),，用復(fù)合火藥試飛,，也屬國內(nèi)首創(chuàng)。
第二次發(fā)射試驗是1958年9月25日至10月9日,，地點在東北白城靶場,，發(fā)射兩枚二級固體火箭因發(fā)動機(jī)中復(fù)合燃料爆破，試驗失敗,。
失敗是挫折,，同時也是考驗。在這困難的日子里,，黨委書記,、院長魏思文同志，在場地與師生同吃,、同住,、同戰(zhàn)斗。他激勵大家：攀登技術(shù)高峰,，要克服輕敵速勝思想,，尊重科學(xué)，認(rèn)真總結(jié),，繼續(xù)前進(jìn),。
隨后，師生們便深入實踐,，在太原幾個兵工廠向老工人,、技術(shù)人員學(xué)習(xí)，共同設(shè)計,、加工,、嚴(yán)格檢驗，踏踏實實地進(jìn)行科學(xué)實驗,。
第三次發(fā)射,，選定在昌黎靶場。這里地處渤海之濱,，此時正值寒冬臘月，天寒地凍,。這支科研新兵,，在駐地搭帳篷、挖掩體,、建測量站,，冒著-15℃的嚴(yán)寒和6級大風(fēng)，爬上十幾米高的發(fā)射架,，進(jìn)行高空作業(yè),，調(diào)試檢查待發(fā)的火箭,。他們以戰(zhàn)天斗地的精神和革命干勁按時完成發(fā)射準(zhǔn)備任務(wù)，受到了空軍基地領(lǐng)導(dǎo)的好評：“你們是科研中能文能武的新人”,。
1958年12月26日,，一枚長達(dá)6.3米的二級探測火箭立于高10多米的發(fā)射架上，等待發(fā)射,。下午6點,，天氣良好，試驗開始,?；鸺矔r點火起飛，長長的火焰伴隨著隆隆的聲響,，順利離開軌的頂端,，飛上高空，兩級火箭按時分離,，第二級點火,，工作正常，目視觀測很清楚,，直到火箭飛上藍(lán)天,。高速照相機(jī)和錄音機(jī)記下了這動人的發(fā)射全過程。
這枚二級高空火箭,，重372千克,，平均推力4.5噸，有效載荷25千克,。設(shè)計飛行高度58千米,。
昌黎靶場多次試驗，歷時48天,，共發(fā)射火箭10枚,，雖未測出火箭飛行高度。但火箭系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),、發(fā)動機(jī),、兩級分離、飛行穩(wěn)定等經(jīng)受了考核,，多次獲得成功,。同時也發(fā)現(xiàn)不少亟待解決的問題：火箭動力系統(tǒng)的可靠性存在問題，經(jīng)查明為固體藥柱破碎,，藥內(nèi)存在裂紋和氣孔,，還有兩次是因為彈翼折裂，強度不夠,。
技術(shù)攻關(guān)繼續(xù)進(jìn)行,，從未間斷,。例如，大型固體藥柱（直徑220毫米,，長2米,，重100千克）的重量如何檢驗與探傷。當(dāng)時這個問題在國內(nèi)尚無解決辦法,，如不解決,，火箭就不能安全可靠地飛上天。于是,，立即進(jìn)行了X射線,、γ射線、超聲波探傷……各種檢驗,，但一時均不奏效,，只好自己動手，研制新的專用探傷設(shè)備,。師生們團(tuán)結(jié)合作,，經(jīng)過幾十天汗流浹背的拼搏，專用設(shè)備終于研制出來,，大型藥柱探傷難題得到解決,。1959年6月8日在北京西山南口試驗場，做了5次發(fā)動機(jī)的靜止推力（5噸）熱試車,，均獲成功,，表明攻下了發(fā)動機(jī)可靠性和藥柱質(zhì)量的難關(guān)。其他幾個技術(shù)難關(guān),，也都在反復(fù)試驗中被逐個攻破,。
第四次發(fā)射地點改在內(nèi)蒙古某軍團(tuán)靶場。場地是一望無際的大草原,。1960年8月,，天氣炎熱，試驗人員進(jìn)駐場地準(zhǔn)備,，自己到幾里外去打水,、起火、做飯,。拾牛糞,，當(dāng)柴燒，在火上烤饃片,，吃起來還倒覺得挺香脆。駐地周圍,，野草叢生,，時有黃羊和野狼出沒,。一天夜里，大風(fēng)突起,，掀飛了駐地的帳篷,，人們與狂風(fēng)大戰(zhàn)了一個夜晚。還有一件趣事,，那天中午,，正在帳篷酣睡的張某，突然感到大腿冰涼,，急坐起身,，只見一條大花蛇纏于腿上，他大喊急叫,，閃電般地抓住蛇頭,，把它甩到帳外。最后,，花蛇被大家用石塊砸死,。草原生活，雖然艱苦,，但也風(fēng)趣,、浪漫。
1960年8月17日,，內(nèi)蒙古場地火箭試驗開始,。首先發(fā)射一枚單級火箭，以考核遙測和回收效果,。這枚火箭,，總重198千克，有效載荷46千克（內(nèi)裝遙測機(jī),、傳感器,、測高計和回收系統(tǒng)），最大推力4噸,。發(fā)射成功,，實測飛行高度9.8公里，達(dá)到設(shè)計要求,?；厥赵囼灹己茫_傘時間準(zhǔn)確,，10分零4秒,，見到回收傘吊著完整的火箭彈體及儀器艙從空中徐徐落地。人們沸騰起來,，祝賀回收成功,。經(jīng)檢查,，回收到的電子儀器、傳感器等完整無損,，仍可繼續(xù)重復(fù)使用,。
這次火箭回收成功，在國內(nèi)也屬首次,。
1960年8月28日,，一枚編號為“東方—16”的二級高空探測火箭，筆直地聳立在發(fā)射架上,。又一個動人的時刻到了,，上午11點整，操作員接受指令,，火箭立即點火,，起飛正常，伴隨著轟鳴巨響和火紅的尾焰,，直線上升,。接著，10秒后第一,、二級火箭按時分離,，在預(yù)定高度第二級火箭點火工作，按設(shè)計的彈道,，飛向一望無際的天空,。大草原的天空，碧藍(lán)如洗,，火箭飛行軌跡,，目視清晰。幾分鐘后,，聽到一聲來自草原深處“咚”的響聲,，這是一級火箭殼體落地的聲音。試驗過后,，回收箭體,，第一級火箭體落地距發(fā)射架2公里，符合要求,。第二級火箭殼體距發(fā)射點39.8公里,，方向均與射向一致。落地姿態(tài)正常,。實測火箭飛行3分45秒鐘,，高度達(dá)78公里。（見注1，注2）
綜上所述,，兩年多來,，先后在四個場地，共發(fā)射二級火箭16枚,。所取得的一些重大成果，實屬在這一技術(shù)領(lǐng)域的國內(nèi)首創(chuàng),。這是我校師生自力更生,，艱苦奮斗，技術(shù)創(chuàng)新的科研碩果,。有關(guān)我校在國內(nèi)首先研究發(fā)射了多枚探空火箭的資料在《中國探空火箭40年》一書（航天部李大耀研究員編著,，北京宇航出版社1998年5月）中有較詳細(xì)記載。
注1：可查閱本校技術(shù)檔案室存《505技術(shù)檔案》,。依據(jù)實測火箭技術(shù)參數(shù),，主動段工作正常，飛行時間以及當(dāng)時高空氣象數(shù)據(jù),，落點照片,，箭體完整，落角和姿態(tài)正確等,。用現(xiàn)在計算機(jī)仿真技術(shù),，可確證火箭飛行高度達(dá)78公里或更高。
注2：對有關(guān)測高系統(tǒng),、光學(xué),、穩(wěn)定系統(tǒng)等，我校也進(jìn)行了大量的研發(fā)試驗工作,，但由于火箭動力系統(tǒng)存在的技術(shù)問題,，必須解決在前（拖了測高等的后腿），故而未得到條件來展示其飛行試驗成果,。
