刘志让：我们攻克的是火箭的“心脏”难题
时间：2020-12-09 20:01:50 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
从北斗组网卫星成功发射到“嫦娥”成功登月，再到今年春节档热映的中国第一部硬科幻电影《流浪地球》形成全民热潮，越来越多的国人对航天事业产生了浓厚兴趣，大众的航天热和太空探索热持续升温。
在电影《流浪地球》中，一万座行星发动机全功率开启，驱使整个地球离开太阳系踏上流浪之旅的影像震撼人心。在这部科幻电影的设定里，第一批利用重元素聚变为燃料的行星发动机2040年前建成；而在现实中，按照规划，到2040年，我国未来一代运载火箭将投入应用，空间运输系统实现长时间多次星际往返，组合动力两级重复使用运载器研制成功，核动力空间穿梭机出现重大突破。这已经不是科幻。
火箭动力有多大，航天的舞台就有多大。航空航天领域的发动机制造一直是我国的短板，长期受制于人，而正是在中国航天科技集团第六研究院院长刘志让等一批航天人的不懈努力下，中国才打破了西方垄断，成为继美俄之后能拥有国产重型火箭发动机的国家。刘志让院长近期接受了《中国报道》记者的专访，讲述他亲历的我国新一代运载火箭研发的光辉历程以及我国宇航动力的远大未来。
创新发展“长征”路
“无论是在首都北京液体动力从零起步的白手起家，还是在三线建设时期的艰苦创业；无论是搬迁西安后的发展壮大，还是两次战略重组的融合发展，在中国航天波澜壮阔的峥嵘岁月中，航天六院人始终坚持不懈地努力。”刘志让告诉《中国报道》记者，50多年来，航天六院自主研制了100多种不同型号、不同性能、不同用途的液体火箭发动机及空间推进系统，应用于长征系列运载火箭，将100多颗卫星以及飞船送往预定轨道。
伴随着我国新一代运载火箭长征五号、长征六号、长征七号的完美首飞，中国航天已经有了向深空进军的最重要物质基础。推举这三型火箭升空的正是120吨级高压补燃循环液氧煤油发动机，它代表着我国运载火箭发动机的最高水平，是新一代航天动力，它将我国近地轨道运载能力从9.5吨提升到25吨，是我国后续探月工程、空间实验室、空间站等发射任务的主要动力。
发动机是火箭和航天器的“心脏”，研制无毒、无污染、高性能、绿色环保的新型大推力液体火箭发动机，并在重大航天工程上使用，是人类探索深空的需求，也是世界各航天大国梦寐以求的目标。
早在上世纪80年代中后期，我国著名火箭发动机专家、时任067基地（航天六院的前身）主任张贵田，就率先提出中国要发展绿色环保液体火箭发动机。怀揣着研制绿色环保液氧煤油发动机的梦想，一批又一批的科研人员开始了艰难而执着的探索。
液氧煤油发动机的研制可谓攀登世界航天动力领域的“珠穆朗玛峰”。液氧煤油发动机采用的推进剂和循环方式与传统发动机完全不同，在最高压力、涡轮功率、推进剂流量等设计参数上，也比传统发动机高出数倍。这就要求科研人员在结构设计、材料、工艺、试验等诸多方面必须采用一系列先进技术，大大增加了发动机研制的难度。突破这些关键技术，不仅是对航天六院几十年来液体火箭发动机已有认知的创新实践，也是对未知领域的大胆探索。
“20多年前，当我们将液氧煤油发动机作为发展方向时，工业水平与世界先进技术有着很大的差距，特殊材料、工艺设备和检验手段根本没有，研制的艰辛可想而知。”刘志让表示，“当时，国内外普遍认为我们搞不出来，有国外权威专家甚至说，‘即使你们能把发动机设计出来，也无法制造出来。’ ”
在外界的一片质疑声中，刘志让和他的同事们更加坚定了一定要研制出液氧煤油发动机的信心与决心。“这一火箭新动力若研制成功可以使我国快速跨入世界航天强国，我们没有理由不坚持。”
航天六院迎难而上，组建了一支由老中青科研人员组成的液氧煤油发动机研制团队，开始了艰苦卓绝的攻关。面对前所未有的新技术、国内鲜有的新材料、无从借鉴的新工艺，科研人员向一个个难关发起了挑战。通过对我国基础工业水平和我国已有火箭发动机的研制基础进行分析，他们确定了各阶段的研制目标、主要内容，对关键技术和核心技术集中力量逐一攻克。
“我们几乎跑遍了全国所有相关的高校、研究院所，听说了我们的目标，大家几乎都毫无保留、倾其所有，在大家的共同支持下，终于艰难起步了。”刘志让告诉记者。
经过持续攻关，航天六院先后完成了液氧煤油发动機总体方案论证，开展了对富氧燃气发生器、主涡轮泵关键技术和主要阀门技术的研究探索，攻克了液氧煤油发动机燃气发生器—涡轮泵联动试验等一系列关键技术，并于2000年通过了国家的正式立项。从此，液氧煤油发动机的研究攻关工作步入正轨，研制团队的信心更足了。
正式立项后，随着研制进程的深入，液氧煤油发动机所面临的一系列新的技术难关又横亘在研制团队面前。在液氧煤油发动机研制初期，启动问题就成为摆在设计人员面前的第一道难关。“液体火箭发动机启动是最复杂最难的设计，在几秒甚至零点几秒内，发动机的转动件要从静止状态加速到每分钟几万转的高转速，燃烧组件要从环境温度达到三四千摄氏度的高温，在启动过程的千分之几秒内，任何一个环节设计不好都可能导致发动机故障乃至爆炸，失败与曲折是常有的事。”刘志让回忆说。
“2001年，120吨液氧煤油发动机先后进行了4次整机试车，全部失败，有两次是因启动不正常导致发动机发生爆炸，还有两次是燃气系统烧毁。让研发人员的压力倍增，经过近半年的艰苦攻关，找到了失败的根本原因，液氧煤油发动机才终于取得突破。”刘志让回忆说，“当时，随着失败的次数增多，设计人员的压力越来越大，大家都整晚整晚地睡不好觉，我记得当时有一段时间一睡着就梦到试车失败的火光和浓烟，太煎熬了。每次试车前夕，就是我们精神最紧张压力最大的时候。”
