- 众志扬帆:舰船研发设计团队巡礼
- 张毅
- 6178字
- 2021-03-26 19:10:09
远望苍穹
——记“远望1”号航天测量船研发设计团队
一艘银白色的航天测量船,圆满完成了我国第一枚远程运载火箭测控、第一颗同步通信卫星全程跟踪测量、潜艇水下发射运载火箭试验测量、“风云”2号卫星姿态控制、开创了远洋测量船遥控人造卫星的先例。1999年11月,“远望1”号测量船会同2号、3号、4号船同时布阵三大洋,对“神舟”号飞船成功实施太阳帆板展开、变轨、制动、返回等一系列测控任务,实现了从海上人造卫星测控到载人航天器测控的跨越。这一系列极具挑战性的海上测控任务,是由“远望”号航天测量船完成的。
“远望1”号航天测量船
凭借为我国航天事业的发展作出的卓越贡献,“远望1”号航天测量船于1985年荣获国家科技进步特等奖。
面对困难不畏惧
我国第一颗原子弹和氢弹的成功爆炸举世震惊。但是,当时我国还不具备将原子弹、氢弹投送到万里之外的能力,这就好像有子弹没有枪一样,无法形成真正的战略反制力量。因此,研制承担远程运载火箭试验测控任务的远洋测量船迫在眉睫。
国防科工委领导与有关专家
1965年8月,钱学森等专家提出了发展我国远程运载火箭的初步设想。然而,要把弹头送到万里之外,以酒泉发射场为圆心,以10000千米为半径画一个圆,所得的一个理想的落点为南太平洋。根据中央专门委员会要求,中华人民共和国国防科学技术工业委员会组织有关部门研究提出规划。
1967年7月18日,国务院、中央军委审批,毛泽东主席、周恩来总理批准了这个计划,并命名为“七一八工程”。
“远望1”号在船坞码头
研究设计航天测量船面临的困难是难以想象的。首先,船上需要装备高、精、尖的测控、通信、导航定位、气象设备。把众多测控设备布置到一艘船上,不但要解决仪器间的电磁兼容问题,而且要解决陆上设备“旱鸭子”下水问题,可以说是在“针尖上跳舞”,其设计难度是不言而喻的。其次,当时正值“文化大革命”时期,每到关键时刻“四人帮”及其追随者都会加以阻挠。“文革”期间行政秩序遭到严重破坏,生产管理混乱。特别是当时西方发达国家怕中国发展壮大,对我国采取经济、技术封锁,我国与世界上资本主义国家商业往来很少,先进技术、设备不可能引进和进口,用于国防上的高新技术、高新设备西方国家更不肯卖给我们。当时能收集到的只有外国期刊刊登的几幅外观照片,文字资料更是寥寥无几,几乎没有经验可借鉴。
当时的工作和生活环境比较艰苦,研发地点在郊区,周围是农田,办公室和宿舍是毛坯房,室内没有卫生间,墙壁仅用石灰粉刷过,地面是水泥地,除了有几盏照明灯、几张办公桌椅外,其余一无所有。夏天炎热,一套房里只有一只台式电扇,各个屋轮流用;蚊虫叮咬得厉害,白天办公室内也要点燃蚊香;冬天严寒,大家在水泥地板上冻得直跺脚,办公桌上放只热水袋,手冻麻了就捂一捂继续干。从部队来的同志,因没有暖气冻得睡不着觉,他们说在东北、西北虽然室外零下几十度,但室内有取暖,上海的冬天潮湿阴冷,屋里比那边还冷。由于不适应,许多人手生冻疮、鼻炎发作,困难远不止于此。然而在这艰苦简陋的环境中,没有人计较,更没有人叫苦;相反,不论是部队还是地方研究院所来的同志,研发设计团队为了一个共同目标,团结一致,一心一意干事业,因能参加如此重要的国家重点工程研究,能为国防建设作出贡献而倍感自豪。
互相学习勇攀登
刚开始研究论证时,参加研发的舰船科技人员不了解洲际导弹试验的特点,发射基地的同志一直在沙漠搞试验,对海上情况和舰船设计的特点也不熟悉。研发设计团队发扬协作精神,相互交流学习。七〇八所科技人员为基地人员举办海洋船舶设计特点与船舶耐波性等讲座;基地参研人员为七〇八所科技人员举办洲际导弹试验特点及特种雷达特性的讲座。其他参研单位也都介绍各自系统的研制情况,有的介绍惯性导航的工作原理及在茫茫大海中如何自主定位,有的介绍减摇鳍工作原理。大家取长补短、刻苦钻研、边学边干,不仅知识面得到扩展,对航天测量船有了较多的认识,而且为完成研制任务增强了信心。
攻克难关不仅需要勇气和热情,更要有对事业的忠诚和科研实力。为了完成这个国家重点工程,研发设计团队许多同志放弃休息,有的部队同志长期在上海出差,家里小孩无人照顾,干脆把小孩送到父母那里;有的科技人员夫妻双方都参加此项工作,把单位当成了第二个“家”,一天三顿饭都在食堂吃,把时间全部用到工作上。总设计师许学彦尽管家在上海,但他长住市郊南翔办公地,几个月才回家一次。晚上十一二点各办公室窗口透出的灯光,是设计团队一心一意地扑在工作上最好的见证。当年参加研发设计的许多科技人员回忆起那段经历,都表示十分留恋那激情的岁月,当时最大的困难是对测量船缺乏认识,为了使该船能达到航天测量的总体要求,他们四处寻找资料,大家一起学习研究。
测量船对稳性和刚度有特殊要求,他们分工钻研这方面的理论;为了选择适当的设备,研发设计团队几乎跑遍了除西藏、新疆、青海、宁夏外的所有省。那时正值“文化大革命”时期,出差生活条件差,加上社会秩序乱、治安差,许学彦和科技人员经常冒着危险出差,他们曾在隆冬季节到黑龙江,盛夏季节到酷热的南方调研。航天测量船副总设计师杨凤章说,忆往事,步履艰难,有时会让人后怕,一方面这类船当时国内没有搞过,也没听说过,技术难度大;另一方面,这种船一旦不能完成,影响运载火箭飞行试验任务,不仅经济上要受到严重损失,社会、政治影响也无法估量。面对困难,研发设计团队从上到下,怀着强我国威、军威的美好愿景,下决心一定要把航天测量船搞出来。
团结协作攻克难关
航天测量船新研制的项目很多,如测量雷达、气象雷达、测控通信、导航定位设备、远洋导航设备都是过去没有搞过的,外国也不会帮我们,只能由团队提出多个解决方案,经过多方协作攻关、反复试验,一个一个地验证。在党中央统一组织领导下,国家计委、国防科委、国防工办、各工业部、中国科学院、国家海洋局等35个部委和上海、北京、天津、江苏、湖北、湖南、吉林、黑龙江、辽宁、四川、陕西、山西等二十四个省市以及总参、总后、海军等领导机关,还有实际从事工程研制的工厂、研究所、院校、基地等1180多个单位,全国几十万人,大力协同、密切合作、自力更生、艰苦奋斗,经过13年的努力,突破了一个又一个技术难关,取得了一个又一个科研成果。
研究设计中碰到的第一个难题是总体布局,即“远望”号究竟是什么样的船,要配什么设备。总设计师许学彦带领设计团队,根据船上几百个工作舱室和电子设备相互匹配联系的特殊要求,以及动力、测量、观通、电站、冷藏空调、甲板机械与众多人的生活等因素,多次召开总体设计方案审查会,最终确定了“远望”号的平行测量总体布局方案,通过三次试验表明,这个布局方案是正确的,且满足了技术任务书的要求。
船舶的稳定性也是当时亟待解决的问题。测量洲际火箭和地球卫星的轨迹,其原点是船,而船在海中又是不断地运动着的。如果原点对大地的坐标不准,时时在变,那么即使是小数字,对数千里外的目标而言亦是失之毫厘,差之千里。船舶在大洋中摇摆是常见现象,固定在船上的测量设备亦随之摇摆,测量设备一摆动,观测到的瞬时即逝的飞行目标便会丢失,而测量船的任务就是把远程火箭或卫星的飞行轨迹与内部物理场的数据记录下来,目标一旦丢失,便完不成任务,因此要求船舶极度稳定,最好与陆地一样,岿然不动,因此该船稳定性极其重要。针对这一难题,研发设计团队采用了艉部主动舵和艏部转向装置联合系统,使船不但航向稳定性好,操纵性亦优良,并能保持在最佳的测量方位,也可在30分钟内自行离靠码头,而一般这么大吨位的船须租用拖船顶推,耗时1~2小时方可实现。对于船的纵横摇摆,尤其是对测量设备采用三级稳定措施,曾研究了几种减摇手段,进行比较,最后采取两对减摇鳍。
减摇鳍设计师孟克勤随“远望”号主测量船到南太平洋海域,执行了第一次洲际导弹发射测量任务。他回忆说,那天,涌浪像一座座会移动的蓝色大山,向我船铺天盖地压来,碰到船舷,涌浪突然耸立起来,浪击船壳发出船欲断裂、令人心颤的猛烈撞击声,船剧烈地摇晃着,这时,“远望2”号船的减摇装置启动了,减摇鳍在控制规律作用下,像鱼儿在波浪中游动时的鳍一样转动着,产生巨大外力抗拒着涌浪对船的推力,任凭涌浪再高,也丝毫无法撼动船的稳定性,这时涌浪击舷的海水被撕成蓝莹莹似水晶一样剔透的浪花,蔚为壮观。
我国第一颗洲际导弹试验时,减摇装置给测量设备提供了稳定的基础,满足了测量雷达的苛刻要求,完成了跟踪测量任务。首次水下发射运载火箭时,19号台风袭来,尽管舰队避开了台风中心,但仍有8级大风呼啸,风急浪高,据测波高达5米以上。海浪像万马奔腾似的,又像起伏的群山,向“远望1”号测量船压来,使船产生剧烈的摇摆,船长下令启动减摇鳍,船马上被稳定下来,船上仪器正常运转,人们正常工作。此时正在船上的基地政委,来到减摇装置舱室,笑眯眯地说:“这个装置真好,解决了人们因摇摆剧烈而难以工作的问题。”接着问:“它把船的摇摆角减小到几度?”孟克勤没有急于回答,而让战士按下“停止”工作按钮,船立即剧烈摇晃起来,他站不稳了,抓住了扶手,30多米高的船,上层建筑摇摆幅度大得惊人,在驾驶室看,船像要翻了一样,他说“赶快开机”。战士启动工作按钮,船立刻稳定下来,他握住孟克勤的手说:“你们为部队研制了好装置,谢谢!”
该船对稳定性、导航定位、振动、电磁兼容性要求高。为提高船的电磁兼容性,研发设计团队合理选择无线电频段范围、分配工作频率,正确选择天线类型、安装位置等技术措施,通过攻关解决了这些问题,其电磁兼容设计等成果也用于以后其他舰船设计中。
该船建造过程中,研发设计团队深入工厂现场办公,与江南造船厂的技术人员一起艰苦奋战。工程紧张时,指挥人员和技术人员就把办公桌搬到船上,有问题现场处理、及时解决,加快了建造速度。研发设计团队始终秉持着高度的责任感,经过两个春秋的努力奋斗,落实了周恩来总理生前对“七一八”工程提出的“严肃认真、周到细致、稳妥可靠、万无一失”的重要指示,终于使“远望1、2”号船顺利建成。
成功设计 成果辉煌
“远望”号航天测量船,1号船于1977年交船,2号船于1978年交船。经试验试航,该船的总体性能良好,各系统功能完善,设备运转稳定,设计和制造达到了国际先进水平。
国家科技进步奖特等奖
“远望”号航天测量船成功设计至今已经历30多个春秋,从北纬35°至南纬30°,在太平洋、印度洋、大西洋上都有她们的航迹,经历了热带风暴的洗礼和大风大浪的考验。她们像战功卓著的士兵一样接受过中共中央、国务院、中央军委的贺电;接受过元帅、将军们的海上检阅;接受过迎接她们凯旋的热烈欢呼。在“远望”号的身上显示着神奇的功能——“可上九天揽月(跟踪卫星、飞船、导弹),可下五洋捉鳖(跟踪潜艇水下发射的导弹)”。30多年来,“远望”号系列船,已经40多次远征大洋,50余次执行航天测量任务,成功率100%,累计航程100余万海里,相当于绕地球50多圈。1989年,中央军委主席邓小平颁布命令,给“远望1、2”号船均记集体一等功。
原国防部第七研究院副院长陈佑铭回忆说,“七一八”工程船圆满完成了弹着海区的考察、测量、选点、清扫、警戒、导弹飞行测量、观察、弹头打捞、气象观测预报等任务,经过全面考验,证明“七一八”工程是成功的。
“远望”号航天测量船的成功设计建造促进了我国科学技术的发展,促进了造船工业、电子工业、航天事业、海洋事业的发展,为我国建立了第一支远洋测量船队,使我国成为世界上第四个具有海上测量跟踪能力的国家。正是因为有了这型船,我们才能把测控通信网从陆上延伸到海上,扩大了战略核武器和航天技术的试验范围,不仅完成了洲际导弹、潜地导弹、通信卫星的试验任务,而且为今后航天技术的发展,建立天地间返回系统、空间站等的试验工作开辟了道路,奠定了基础。同时还促进了造船工业、电子工业和海军装备的发展,也带动了国防科技有关领域以及国民经济有关方面的发展。
团队孕育“远望精神”
“远望”号测量船研发设计团队在创造物质成果的同时,还给我们留下一份宝贵的“胸怀祖国、献身军工、团结协作、艰苦奋斗、改革创新、敢为人先、崇尚科学、追求卓越”的“远望精神”,它揭示并诠释了“远望”号测量船研发设计团队的精神面貌和价值观。
许学彦总师代表设计团队登台领奖
“胸怀祖国、献身军工”是“远望精神”的核心价值观。研发设计团队广大科技人员、工人及解放军战士了然于心,参加并完成国家重点工程任务,是组织信任自己的证明,也是自己一生的荣耀,使命感和责任感激励着他们全力以赴完成任务,设计建造出一流的高科技舰船。在“远望”号航天测量船研究设计中,在工资低、福利差的困难条件下,他们全身心地投入,不畏艰难、不逐名利、加班加点、不计报酬、协同配合、不讲条件,自觉担当起各自的责任,凝聚成上下顽强拼搏、迎难而上、无怨无悔、刻苦钻研、坚持不懈的信心和精神。
参加“远望”号船研发设计团队部分人员合影
“团结协作”是“远望”号航天测量船研发成功的保证。“远望”号除具有一般舰船共性之外,还涉及许多分系统,涵盖测控、光学测量、计算机、通信、雷达、水声等专业,加上设备制造企业,先后有一千多个单位参与其中。研发设计团队组建伊始,就有来自不同单位的技术人员加入。在漫长的研发过程中,为了一个共同的目标,自始至终都抱着相互了解、协调磨合、共同努力的愿望,感人的事例不胜枚举。为了解决稳定性问题,设计师们实施了三级稳定措施的三重保险方案;为解决电磁兼容性问题,他们科学地划分“远望”号船上的天线工作区域并加设屏蔽措施,有效地抑制了耦合干扰和电缆传导干扰;为了正确评估和修正船体变形给测控设备带来的影响,他们开创性地采用了光学挠曲变形测量法;为了解决船舶和测量设备导航定位问题,他们采取了惯性导航、天文导航等手段,海上定位实时、准确、可靠。这些设计思想和技术方案,奠定了几代“远望”号航天测量船的设计基调,成了中国“远望家族”的标志。
“艰苦奋斗、顽强创业”的拼搏精神,在“远望”号研制过程中体现得尤其充分,显示出团队成员20世纪六七十年代青年的风范。许多科技人员说,我们把青春献给了航天测量船,虽然很辛苦,但能参加这项重点工程研发设计却是我们一生之光荣。在“远望”号系列船的设计建造过程中,研发设计团队和工人师傅们长达10多年的艰辛努力,终于将“远望”号航天测量船从梦想变为现实。
“改革创新、敢为人先”的开拓精神。作为我国自行设计建造的第一代综合性航天远洋测量船,“远望”号开创了数个先河。她的诞生,实现了航天测量网从陆地到海洋的历史性跨越。正是凭着这种敢为人先的开拓精神、格物致知的科学态度、审慎细致的工作作风和追求卓越的报国志向,才使我国航天测量船的研究设计赶上和超过世界先进水平。
从“远望1”号测量船设计成功,到形成“远望”号系列船队,反映了中国舰船科研设计领先人物及科研队伍不断地成长壮大,已成长为一支经过锻炼考验的、能战能胜的科研队伍,标志着中国船舶事业的快速发展及其科研设计能力已达到一个新的水平。设计团队在“远望”号研发设计和实践中所作出的贡献,将永远镌刻在中国舰船科研设计事业的丰碑上,永远激励着广大科技人员和后来者不懈地为中国舰船事业奋斗前进!
而今,“远望精神”已在七〇八研究所薪火相传,激励着一代又一代的年轻科技工作者自力更生、团结协作、艰苦奋斗,研发出一型又一型新型舰船,百舸争流,奔向蓝海。