自主创新的凯歌

中国航天人在13年的拼搏攻关中,在技术创新、工程创新、管理创新等领域取得了出色的成就,铸就了宝贵的载人航天精神――特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献。发扬这种精神,就没有什么重负能压垮中国航天人自主创新的决心,没有什么困难能阻挡他们进军太空的步伐。深入学习、大力弘扬载人航天精神,其他各领域的自主创新也将出现新的局面。

引子:“我是中国培养的”，飞船“也是土生土长的”

2004年3月,应日本电气通信学会邀请,神舟六号飞船副总设计师杨宏到东京工业大学作有关神舟五号飞船主题演讲。杨宏用英文演讲了1个多小时,日方却认为杨宏英语说得那么流利,肯定在国外学习过。此话弦外有音,联想到外国有舆论不相信“神五”是地地道道的中国造,杨宏斩钉截铁地说:“我是中国培养的,我的母校就是西安电子科技大学!飞船也是我们自己造的,也是土生土长的!”

这个小插曲,可以帮助我们感受“神六”自主创新之伟大,尽管我们不了解航天技术之艰深。

航天事业是浪漫的,它载负着人类飞天的梦想。航天事业是高远的,它肩负着人类生存与发展的需要。

航天事业是尖端而壮观的,它是综合国力的集中体现,需要一二十个领域高新技术的支撑,其中多是核心技术。

航天事业是高风险的,载人航天史上惨痛的教训太多了。一些失败原因令人绝想不到:法国阿里亚娜火箭发射失败,半年后发布其原因:因为发动机里数万个接头中有一个长了半毫米;而美国挑战者号航天飞机失事,也仅仅缘于一个小小的密封圈失效。

由此,航天事业也是苛刻的,要求材料、产品必须零缺陷。

我国航天史上也有多事之秋,但我国飞船保持着六次飞行成功的记录,这无疑是个辉煌的成就。

特别是我国航天事业从零起步,其艰难程度就更难描述,也许对其中的艰辛某些外国人更清楚,以致外国有舆论妄猜“神五”抄袭了国外技术。

如今,中国作为世界第三空间技术强国的地位已被世人承认,欧盟也曾专门召开欧中航天会议明确这一点。

“神五”之后,“神六”又续写新的辉煌,实现了187项改进。

“神六”载人航天的成功建立在前五次自主创新基础之上,所以本文多次把目光投向最初的起点。

碍于商业秘密,有关采访难以深入进行,只能追寻创造成功的精彩片段,探求提高自主创新成功率的奥秘。

镜头:栅格翼,仅从图片上见过

启示一:从零起步,白手起家,需要初生牛犊不怕虎的锐气

万事开头难。长征二号F运载火箭的研制尤其如此。

在我国现有的运载火箭中,长二F运载火箭的技术含量最高,可靠性、安全性要求最高,研制难度最大。研制者们经历了无数个呕心沥血的日日夜夜。

他们东奔西跑查资料,常常加班到深夜。但能查到的资料多是一些公开的大路货。有一些可做参考的资料,又因各国所用的技术、参数以及技术实现途径不同,没法用。

他们专门出国考察,希望引进图纸、学到一点技术、找到合作伙伴,但失望而归:对方索价过高,仅栅格翼,开口就要上千万美元。

栅格翼是长二F火箭的技术攻关重点之一,是逃逸系统的重要部件。中国人仅从图片上见过栅格翼外形。没有图纸和技术,合作的路走不通。有的部件研制之初简直不知从何下手。一连串的挫折和困难没有难住他们。

凭着研究摸索,他们写出了长二F运载火箭的初步可行性方案论证报告,凭着有限的资料,边学边干,自学成才。

长二F运载火箭终于诞生了!

载人飞船的研制也是如此。当时,总体部大多是刚分来的大学生,谁也不懂飞船。

在总设计师的指导下,这些满怀报国之心的年轻人到卫星系统拜师、请教,钻研国外飞船资料,经过艰难的创业之路,终于摸索研制出了中国的飞船。

在载人航天的自主创新中,所有的核心技术、关键技术,无不是从零起步,几乎都经过了这样四步曲:查资料,没有现成的;谈合作,被索要高价;下定决心,自学成才;锲而不舍,攻克难关。

他们的经验表明:自主创新从零起步时,首先需要树立信心,满怀激情,敢于成功,敢于创造奇迹。

镜头:18个月拿出“长二捆”,4天修复火箭,临战更换航天员座椅缓冲器

启示二:迎难而上,战胜自我,是自主创新永远的主旋律

翻开我国载人航天史,不少难关的攻克并非在充裕的时间下,倒是在时间紧、任务重的非常时刻。

“长二捆”火箭的研制就是一例。怎样把“长二捆”身上的4个助推器牢固捆绑,在发射过程中又能可靠地将助推器与火箭彻底分离，是时任火箭总体设计部总体室结构组副组长刘竹生的任务。那还是在1990年夏天,要求他在没有成型产品、没有成功先例的情况下,18个月内拿出全新的“长二捆”。

难,难在18个月的期限。

难,难在当时我国火工品研制水平不尽如人意,而火工品又是分离的主角:要在助推器与火箭分离时将两者的连接件炸开。

为了这一“绑”一“松”,刘竹生食不甘味,夜不能寐,心里直冒火,牙床子上急起了大包。

为了这一“绑”一“松”,刘竹生曾在灵感突发后,半夜三更去擂响同事的门,黑灯瞎火直奔办公室,在资料堆得像小山的办公桌上,连夜勾画蓝图。

最终,刘竹生成功地拿出了捆绑分离技术方案。他攻克的助推捆绑分离技术,使我国进入了世界捆绑运载火箭的先进行列,为提高我国火箭的运载能力和实现载人航天奠定了基础。刘竹生由此成为我国运载火箭捆绑分离技术的开拓者。

这是一件突如其来的变故:2000年12月31日,当正在准备新世纪中国航天第一飞――10天后发射神舟二号飞船之时,长征二号F火箭被一个意想不到的误动作“撞了一下腰”。

只给了4天修复时间。但按平时工作进度计算,4天是不可能的:修复时必须把火箭逃逸塔和船罩组合体分解,修复后还要进行全面的检查和测试。

当征询刘竹生意见时,他毫不犹豫地回答:“可以按新计划发射。”时任总指挥的黄春平事后说:“平时我胆子大,想不到这次,刘总比我的胆子还大。”

刘竹生和同事们白天在现场指挥处理工作,晚上组织讨论研究、确定技术方案、组织编写和审查评审报告。夜深了,他还要驱车前往现场,年过六旬的他,在11层工作台间跑上跑下,对火箭与平台的间隙反复测量、计算。

经过4天夜以继日的工作,奇迹出现了――完成了一份50余页的《碰撞后火箭受损结果分析及处理措施》报告,火箭重展芳容,按时耸立在发射塔架旁。

2001年1月10日,长二F火箭成功地完成发射神舟二号飞船的使命。争气的“神箭”没有出现一丁点儿故障,接连把神舟三号、四号飞船稳稳地托举到太空。

非常时刻的成功攻关给人启示颇多:非常时刻下的科技攻关尚能成功,常规条件下的科技攻关似乎更应充满信心;坚持自主创新,最难的,也许不是如何解决攻关课题,而是破除框框,战胜自己。

此次神舟六号实现两人多天飞行,要解决诸多新问题。比如:衣食住行,吃喝拉撒,冷凝水的收集,进出轨道舱安全等。

关闭舱门后能否保证密封是人命关天的大事情。神舟六号飞船两名航天员除在起飞和返回过程中在返回舱,衣食住行要进入轨道舱。从返回舱进入轨道舱,要开关舱门。这个舱门可以说是生死之门:俄罗斯联盟号飞船第一次搭载三名航天员上天时,就出现了返回过程的泄露,导致了一场悲剧。

为了保证飞行万无一失,张柏楠带领有关技术人员做了上千次试验,又对航天员进行了万无一失的培训。

神舟五号出厂前,发现座椅缓冲器对航天员从头部沿脊椎到骨盆有一定的冲击力。

这是神舟五号飞船就要进入发射场的重要关头!为确保航天员的安全,飞船系统负责人毅然决定:用新型缓冲器替代原来型号。

张柏楠带领科研人员将研制流程由1年压缩到半年,不行,再压缩到两个月,不知用了多少个不眠之夜,也不知经过多少次的试验验证,一个具有世界先进水平的安全保险完善的缓冲器在他们手中诞生了。

“一切为载人,全力保成功”,这是在飞船队伍中叫得最响的一句话。为了载人,为了成功,飞船新总设计师张柏楠和他的同志们实践了自己的誓言。

临战换将是兵家大忌,临战攻关,其风险也可想而知。勇于承诺成功、勇于背水一战,中国航天人的勇气令人敬佩,由此取得的成功令人深思。不惧风险,勇于挑战自我、迎难而上――也许,这正是进行自主创新所需的基本素质。

镜头:首次热试车烧成一片火海,人们毅然打响了“百日攻关”大战

启示三:挫折算什么,输得起才能赢得起

走出失败的心理障碍,说来容易,做起来难。而这又是自主创新中常常面对的问题。逃逸塔的研制为我们树立了典范。

在长二F火箭顶端有一个类似避雷针的尖塔状装置,这是由我国自主研制的载人航天逃逸救生系统――逃逸塔。在火箭发射中,它肩负着双重使命:万一发生危及航天员生命安全时,逃逸塔确保宇航员瞬间逃生、安全返回;在发射顺利时,逃逸塔点火脱离箭体让飞船得以继续飞行。

逃逸塔是我国载人航天三大技术难关之一,整个逃逸系统动力装置包括4个型号10台发动机。原来也曾考虑从国外成套引进逃逸系统,但是,外方不仅漫天要价,出售的也仅是这项技术的皮毛。中国航天人毅然从零起步,自主创新。

要攻关,就会有风险。1995年4月19日是个黑色的日子。这一天,逃逸系统动力装置中最大、结构最复杂、研制最难的主逃逸发动机,首次热试车点火后不到1秒钟,超过3000℃的高燃速火焰瞬间将四个前置喷管的弯管全部烧穿,四射的火焰将整个试车台烧成了一片火海。

试车的惨状让在场的许多人惊呆了。为了这个形状怪异像“四爪鱼”的大家伙,仅机加工人就付出了整整一年的艰辛和汗水。而此时,距总体要求结束的时间还不到半年!

在最酷热的季节,航天动力技术研究院毅然打响了“百日攻关”大战。这是100多个呕心沥血的日日夜夜。技术人员和工人师傅遴选了成百种材料和配方,做了上千次试验,测试了上万个数据。

年近六旬的发动机总设计师陈立学整天泡在攻关一线,腰椎间盘旧病复发,常常疼得大汗淋漓,连腰都直不起来。3个多月过去,他花白的头发几乎全白。主任设计师刘霓生组织设计人员,摸索优化发动机结构设计,几乎没有睡过一个囫囵觉。43所主管工艺师王庆利当时已身怀六甲,她忍着实验室强烈的溶剂气味引起的严重妊娠反应,和大家一齐吃住在车间。她的父亲,发动机总指挥王士宝看在眼里,却也只是隔三差五地偷偷塞些苹果给女儿以补充维生素。

不知道经过多少个没日没夜的艰难鏖战,新的绝热材料和成型工艺找到了。

在4个月后的8月31日,试车取得圆满成功。此时,距总体要求的时间节点还有1个多月。航天动力技术研究院职工凭借智慧和勇气创造出了达到国际领先水平的逃逸救生方式。

失败前用了至少一年的攻关时间,失败后,仅百天攻关就取得成功。这不仅是顽强拼搏的成果,也是科学吸取失败教训的成果。他们的勇气可嘉,他们的榜样告诉我们:在自主创新中,挫折是难免的,失败不可怕,关键在于“败不馁”,敢于正视失败、吸取教训,才能跨越失败,迎来成功。

镜头:发动机7万条焊缝,档案表上条条质量写得清清楚楚

启示四:严格管理,一丝不苟,筑起自主创新的质量长城

究竟怎样才算严谨细致、一丝不苟？中国航天人在这份答卷上拿到了最高分。

航天推进技术研究院以液体火箭发动机研制而知名。13年来,他们先后为神舟一号到六号飞船发射研制出了优质可靠的火箭发动机。

长征二号F运载火箭上有大小13台发动机。在神舟五号基础上,该院11所又解决了30多项技术问题。

长二F火箭发动机共有7万条焊缝,在该院7103厂的焊缝质量档案表上,每一条焊缝的情况写得清清楚楚,一目了然。对于长二F火箭发动机所用的数百项原材料,他们从订货、采购、入厂复验、保管、下料到出库,环环不漏,实现了全过程受控。长二F火箭的13台大小发动机由数万个零件组成,个个零件保质保量。

将每一个装配环节精确到“日”,装配进度精确到“时”。总装车间进度在精益求精中加快。总装火箭发动机需要20-24天,而这次只给了18天。时间紧,任务重,质量要求高。他们按时保质保量地完成了总装任务,做到无质量隐患,无人为差错,无状态错误,无错漏装、错漏检。

在时间紧、资料少、难度大的情况下,该院165所发起了提高发动机热试车质量攻坚战。两年多来,该所一室主任、试车指挥员李伟民带领一室广大职工,远离西安,远离亲人,奔赴300公里以外的秦岭深山,一年中至少有200多天奋战在试车现场。面对一轮又一轮的压力和挑战,李伟民经常食不甘味,做梦还在念叨着:打开B1,关闭A1……

该所测量中心主任赵万明和他的同事们完成了成千上万个数据的测量和处理。赵万明说:发动机上的一百多个测量参数个个要保证,测量系统的每个环节个个要可靠运行。配合试车连续拼搏,他们度过了多少个秦岭寒冷的夜晚,就是为了测准测全!

正是凭借着这种顽强拼搏的精神、一丝不苟的工作作风,165所进行的各种大小液体火箭发动机的试验万无一失,创造并保持了试验成功率100%、主要参数获得率100%、提供试验用产品合格率100%的骄人战绩。

而在航天动力技术研究院,院长周为民处理质量事故毫不留情面是出了名的。他常说:务必常存“战战兢兢、如履薄冰、如临深渊”的心态;百年大计,质量为基;“我们是救人的,人命关天啊,同志们。”“出了质量问题,唯你是问!”“出现低水平重复性质量事故者视同下岗!”

一次,一位为产品倾尽心血的老师傅,在检查一批螺栓时,居然出现了漏检事故。周为民挥泪斩马谡,严肃处理了这位老师傅,并在全系统复查了上千道工序的质量控制规程和元器件。事后,周为民找到那位老师傅讲明其中利害,老师傅老泪纵横地说:“我知道,我们现在的任何一个小小的失误,将来都有可能是对航天员甚至整个载人航天工程的犯罪啊!”

在该院,人们说,只要一提“载人航天”,真是字字千钧!全员“如履薄冰”的忧患意识,全过程严密控制的防范措施,确保了逃逸系统发动机不带任何疑点出厂、“零缺陷”交付总装环节,实现了产品交付合格率100%,飞行试验成功率100%的质量目标。

也许因为航天是个高风险的事业,“如履薄冰、如临深渊”成了航天队伍中的流行语。老师傅老泪纵横的回答表明,一丝不苟的作风在航天队伍中已经深入人心。联想到法国阿里亚娜火箭发射失败,仅仅是因为发动机里数万个接头中有一个长了半毫米,谁又能不说,我们的发动机之所以实现合格率100%,一丝不苟是一个重要因素。

因为高风险,所以一丝不苟,所以成功。那么,在非高风险行业进行自主创新时,如果其他环节都做得很好,却仍然不能成功,就不妨从一丝不苟上找找漏洞,也许就能发现原因!

镜头:“试验田”里的土,被一锅一锅炒了一遍

启示五:小处不小,精益求精,“细节决定成败”

进行飞船着陆冲击试验,谁想到还会对泥土质量、水分干湿较真？为了航天员的安全,这是真的。

张柏楠带领攻关组精心设置了十几种缓冲发动机不点火的试验条件,分析试验飞船在各种不同的返回着陆状态下,会对航天员身体造成多大冲击与伤害。

为了得到的数据更真实、准确,他们精心铺就一块篮球场大小的特殊土地“着陆试验床”。飞船按计划在内蒙古中部地区着陆回收,试验用土就按照内蒙古大草原当地土质的有关参数,照“方”配“土”,“配方土”经过多次分层碾压,达到四五米厚,做成一块土质软度与飞船返回舱真实落点一致的理想”试验床“。

着陆冲击试验开始后,攻关组通过不同水平速度、不同垂直速度、不同姿态,进行多种组合试验,以此掌握返回舱着陆冲击的相关数据。

一度北京雨水特别多,这块“试验田”里的水分增加了。为保证“试验田”质量,他们将几吨重的配方土重新挖起来,支起铁板生上火,愣是“一锅一锅”地将这些宝贝土翻炒了一遍,直到达标为止。再次铺好土后,他们细心地为“试验田”盖上了遮雨的塑料布,为试验做好最充分的准备。后来,又给“试验田”建起塑料大棚,安装可移动滑轨。

为降低着陆时航天员受到的冲击过载,张柏楠带领攻关小组根据试验的数据分别对几个关键环节进行了改进,采取了针对性的措施。

在北京郊区试验场这块用大锅炒出的特殊试验床上,攻关小组先后进行了55次试验,获取了大量试验数据,检验了缓冲系统在航天员着陆时的缓冲能力,并进行了有效的技术革新。

支“锅”炒土引人深思。不炒土,也许没事,但如果有了事,就是人命关天的大事。坚持自主创新,难在关键技术、核心技术的攻关上。但是,有时微不足道的细节也难免造成失败。“神六”成功的启示中,在细节上精益求精也不可忽视。

镜头:整整一上午蹲在平台上,凭手感贴上了看不见的应变片

启示六:技工师傅,妙手回春,一线操作是创新成功最后的关节点

把图纸变成产品,要靠大批一线技工师傅。

进行自主创新,在生产操作时也难免需要打破常规,这要靠一线技工师傅发挥积极性。有时,仅有高超的技能还不够,还需要他们有良好的心理素质和责任感。载人航天的科技攻关实践,显示了这一点。

在液体发动机研制试验中,一次试车时,要在口径极小的波形管内贴上六个应变片,眼睛看不见,只能凭手感完成,航天推进技术研究院的王兴平和赵延蹲在平台上,用了整整一上午,硬是凭借丰富的经验和超人的耐心,高质量地完成了任务,可当他们站起身时,却一阵头晕目眩,差点摔倒。

在逃逸塔动力装置研制中,固体发动机高燃速推进剂装药是一项危险性极高的工作,其中一种逃逸发动机在装药时需采用从未用过的插芯技术,危险性更大,操作中稍有不慎,就会引起摩擦起火甚至爆炸,后果不堪设想。

第一次插芯时,工作现场的空气几乎凝结了,每个人的心都提到了嗓子眼儿,手心里都捏着一把汗,有的青工更是无法控制紧张的情绪。7416厂三车间插芯组老组长田新华和副组长面对危险,主动请缨说:“他们都还年轻,我们来!”他们坚持诺大的工房内只留下自己。那一刻,他们毫无顾忌地面对死神,把生的希望留给了别人。

这些可敬的技工师傅们,是自主创新队伍中的中坚力量,他们为“神六”成功作出了不容低估的贡献。