每当回想起60年代首次“两弹结合”的艰苦历程,老一辈无产阶级革命家对尖端技术的英明领导和亲切关怀,为探索两弹结合途径而多次进行的曲折、卓有成效的技术协调,那些全新而又困难的各项地面试验,举世震惊的我国首次导弹核试验,聂荣臻元帅亲临现场指挥的音容笑貌等等,都令我难以忘怀。
超越曼哈顿计划
经常被系统工程学作为成功事例加以引用的美国吨计划,是1942年制定用来在短期内突破技术关键和扩大原子弹研制规模的庞大计划,直接动用的人力约60万人,投资20多亿美元。直到1957年,红石、丘辟特、雷神等地地导弹才有了能适应导弹环境的小型核装置。也就是说,从开始研究原子弹的1939年到生产导弹核武器的1957年,用了近18年的时间。
然而,中国在1956年才开始导弹和原子弹的研究工作,工业基础和技术力量与美国无法相比。但是,在党中央正确领导下,我们发扬自力更生、发愤图强的精神,在60年代初,仿制成功近程导弹进而转入了自行设计阶段。当时,由于苏联毁约停援、撤走专家,给研制工作带来很大困难;但党中央仍然认为:只要坚持攻关,加上措施得当,争取三五年或更长一些时间取得导弹和原子弹研究的突破是完全可能的。为了加强对两弹研制工作的领导和组织全国大协作,1962年11月,成立了以周总理为首的中央15人专门委员会。1963年,在已经有了原子弹装置方案和进行了核试验准备工作的情况下,经当时的五院提出,国防科委同意,并由导弹总设计师林爽和一分院领导带队,两次和二机部九院进行了接触。为了进行练兵和技术准备,研究室领导要我负责的工程组进行两弹结合“试设计”。由于只知道原子弹是个大球,具体参数知之甚少,故未取得实质性进展。1964年4月,由钱学森主持,请核武器研究院邓稼先等核物理专家介绍了我国第一颗原子弹的设计方案、构造原理,会后,确定由导弹总体设计部的谢光选主任负责两弹结合的技术领导。
1964年10月16日,我国成功地爆炸了第一颗原子弹。此时,我国第一个中近程地地导弹也已飞行试验成功。导弹和原子弹研制的突破性进展,促进了两弹更快地结合。两年以后,我国成功地进行了震惊世界的第一次导弹核武器飞行试验,弹头准确飞入核试验场区,在预定高度进行了核爆炸,当量满足要求。这一首次在世界上用导弹运载的核爆炸试验,一举打破了超级大国的核垄断和核讹诈,提高了我国的政治地位。从1956年开始,到1966年的导弹核试验,仅用了10年时间,比美国缩短了7年多。
神奇的结合
导弹和原子弹,是60年代初期尖端技术的突出代表,技术上虽已有所突破,但许多问题尚在探索之中,至于两者的结合应从何处着手,应解决哪些问题,则更是神秘而困难的,何况,两支队伍长期在隔离状态下工作,两弹的研制规律又大相径庭。
怎么办呢?只有相互了解情况。导弹情况是毫无保留地向核武器研究院交了底,但要了解神秘的原子弹情况就难了,在实际执行中它的保密等级要比导弹高,有时只好拐弯抹角地“摸底”。为了开展具体工作,抽专人组成了代号为140的小组,只对室主任朱桂芳负责,不发生横向联系,以利保密,办公室也作了调整,组外人员不准入内。随着工作的逐步展开,这样搞法也有问题,因为工程设计不是少数人能完成的。1966年,两弹结合协调抓总工作交型号组负责,其他有关工作按业务渠道进行。
一、娇气的“乘客”。原子弹是导弹上最娇气的乘客,它所住的房间——弹头密封舱要十分舒适。要有“沙发”:要减振、缓冲,可“沙发”又不能太软,否则便不能承受它沉重的身躯产生的惯性力,并可能和壳体发生碰撞,这是绝不允许的。要有空调:温度要保持在一定范围内。湿度得当,不能过大过小。
除此以外,导弹起飞后的冲击、振动,弹头再入大气层产生的高过载,发动机和激波产生的噪声和脉动压力,运输过程中的冲击、振动等,则是导弹固有的环境条件,原子弹必须能够承受。
二、大质量产品的减振设计。一院只是在弹体控制系统的部分仪器上采取过减振措施,但那都是小质量产品,从几公斤最多到几十公斤,现在要对数百公斤的产品进行高效减振,是个新的课题。经调查研究,选择船用柱形减振器作减振元件,组成减振系统。先对元件进行计算和试验,取得在特定载荷条件下减振器的应力、应变和自振频率数据。因是关键工作,核装置研制单位也有人参加。元件试验后,1965年6月进行减振系统试验,用橡皮绳把装有原子弹模拟件的弹头吊起,然后加激振力,按环境条件进行试验,检查减振效率及通过共振点时,原子弹是否和壳体相碰,为了及早暴露问题,试验是昼夜进行的。结果表明:减振效果满足要求。
作试验时,导弹总装车间一位姓刘的师傅参加,他身强力大,我请他试试,在模拟件上打一拳头看冲击传感器有何反应。一拳下去,示波器上显示9个g;再用力一拳13个g!这当然不是试验内容,但给了我们重要启示。当从我国首次测得的几发导弹的遥测参数中分析出,只是在点火起飞瞬间有短时间较小的冲击振动。我想:难道原子弹就经不起一拳之击吗?经过分析,明确提出,要多作些地面试验,争取定型时能去掉减振。经过努力,终于在定型时去掉了减振系统。
三、密封舱的调温。为验证调温方案的正确性,要进行地面试验。开始时,我们先按照核装置研制单位提供的尺寸,自行加工了试验模拟件,进行试验、测量温度变化各种情况,搞得有了眉目,才把真实核装置整构件运来北京进行模装协调。为了限制接触面,在绝密级的总装车间内,又用浅蓝色塑料围墙搭起一座面积仅4平方米的棚子,用来放置弹头和原子弹模型,只准持有特别通行证的人员进入。除了壳体以外,引爆控制系统也运到了北京,我们就用这些试验件进行了更为真实的调温试验。
经过大家努力,硬是把过去从未搞过的弹头调温系统及其地面设备研制工作承担了起来。没有大型低温试验室,就到部队的冷库去做;高温试验就利用研制基地的喷漆烘干厂房进行。由于大质量产品的传热是个缓慢连续的过程,试验要昼夜不停地进行,炊事员就把饭菜送到现场。时值初夏,要进入50度高温的环境里进行测试和操作,工作条件相当艰苦,但大家在这一新的技术领域里还是摸到了客观规律,调整了设计参数,测量了噪音的声压级,也找到了符合调温要求的地面设备操作规程。在上述试验取得满意成果的基础上,组织了试验队,带上全套地面设备和调温试验弹头进入海拔3000多米的试验区时,已是盛夏时令,当时大家还年轻,多数人没有高原反应,但由于气压低,馒头总是粘的。利用有关试验室对调温系统进行了考核,结果证明:系统满足要求。鉴于曾发生过由于工作人员身穿皮大衣、毛皮摩擦产生静电使雷管在手中爆炸的惨痛教训,确保安全就成了头等大事。为此,对调温系统用的压缩空气要求十分严格,为减少静电,控制气流经过装置表面速度,对尘埃、油渍、水分含量都作了规定,坚持先经过大量模拟试验后,最后才用真实核装置做试验。
我国历史上第一次把真实核装置和弹头总装在一起了。协调关系是复杂的,为了检验调温效果,要在雷管中间安装温度传感器。总装完成后,要从车间运到试验室,尽管当地渺无人迹,但核弹头还是在前导车和后卫车的护送下,戒备森严地离开了总装厂房,由于大家的努力,双方对试验结果都是很满意的。
为了考核原子弹对导弹弹头环境的适应性,还进行了综合静力试验、噪声试验、振动和冲击试验、运输试验、底部压力脉冲试验等。通过这些工作,我们对原子弹和两弹结合的情况心中有数了。
精心准备
中央在审查了两弹结合进展情况以后,批准进行导弹运载原子弹的飞行试验。1966年3月传达了周总理在这次会议上的指示精神:在大陆上进行导弹核武器的飞行试验,世界上是个创举,是我国两弹事业发展的新阶段,要以对党对人民高度负责的精神发动群众,确保质量,要绝对可靠,绝对安全,出了乱子就是犯罪,因此要做到万无一失。
为此,在成功地进行了导弹定型鉴定试验和引爆系统飞行试验以后,专门为两弹结合试验安排了一发靶场合练弹和多发飞行试验弹。其中包括用于安全自毁试验、核装置的冷试验和核装置的热试验(即核爆炸)以及备份试验弹。
根据中央专委的决定和周总理的指示精神,各级领导亲自动手,发动群众开展了一个迅速而深入的质量复查活动,以预防为主,把问题消灭在弹头总装之前。为此,对原始数据、设计方案、技术协调、产品质量和文件及实物配套仔细进行了复查,发现问题,坚决采取措施。复查后,作出是否合格的明确结论。然后,对可能产生的故障进行了预想。
为进一步作好两弹结合试验的技术协调工作,国防科委决定由两院总体部联合组成技术小组,由导弹研究院谢光选主任当组长,核装置研制单位龙文光主任当副组长。讨论决定先进行安全自毁试验,目的是:在热试验时万一飞行过程中出现异常现象,要及时地把原子弹和导弹炸毁,使之不产生核爆炸。爆炸高度用遥测及光测设备进行测量。
发射阵地选在酒泉试验基地,为保证航区安全,要在试验期间撤离一万多居民,发射阵地地下控制室按可能发生的核爆炸进行设计。为了进行准备工作,多次开会就试验分工、协作、有关的技术文件及产品进行了认真地研究。最后确定飞行试验成功的评定标准是:导弹飞行正常;安全自毁试验时,弹头要能可靠地自毁;冷试时弹头应在预定高度爆炸;热试时除爆高外,爆炸威力要达到预定指标。
一举成功震撼世界
1966年9月8日,载有导弹产品及一百多名技术人员的一级专列出发了。我们的心情是兴奋的,但头脑是紧张的,时刻意识到这次试验意义的重大。随后,运载核装置的专列也到了基地,使我们感到激动的是:聂荣臻、张震寰、钱学森等领导同志也到了基地,亲自领导我们进行这次试验,聂帅看望了试验队的同志并和全队同志合影留念。聂帅告诉我们:试验的准备情况和重大问题将随时向周总理汇报,关键时刻还要报告毛主席。
经过短时间的紧张准备,有关研制单位和基地同志再次进行协调讨论,随即投入了第一次靶场合练。虽然当时已经在全国范围内发动了“文化大革命”,工作秩序开始混乱,领导机构开始瘫痪,但在基地,强烈的责任感促使我们遵守纪律,听从指挥,一丝不苟地进行应该完成的工作,不准疏忽大意。我们严格按照临时党委要求:从难、从严、从实战出发,认真负责,周到细致,不放过一个疑点,不遗留一个问题。第一次合练完成后,9月28日中央专委又发来电报,再次指出:核试验是用导弹作运载在大陆上进行的,在国际上是创举,要求只能成功,不能出事,出了事影响太大,不单是个技术问题,还是个政治问题,首先要把合练搞好,保证不出事。针对这次试验,周总理总结提出了“严肃认真,周到细致,稳妥可靠,万无一失”的十六字要求,成为这次试验的重要指导思想,也是以后飞行试验和科研工作的座右铭。
在学习了中央专委指示精神后,进行了第二次合练。在此基础上成功地进行了安全自毁试验和两发原子弹冷试的飞行试验。在试验进程中,著名专家钱学森经常在现场指挥,聂帅也几次到技术阵地和发射阵地检查工作。试验后,及时向周总理作了汇报,并将过去导弹飞行试验情况作了统计。周总理指示:在过去飞行可靠性90%左右的情况下,现在要靠发挥人的主观能动性来解决这10%不可靠的问题,总之要做到万无一失。现在看来,这不但在当时是对的,而且对今后型号研制也是适用的。我们要努力提高基础工业水平,改进设计工作,但毕竟和发达国家有一段差距。要想提高飞行试验的成功率,就得把大家积极性调动起来,以高度的责任感搞好技术工作和管理工作,尽量排除隐患,这是其他国家和我们无法比拟的。
为增进了解,由国防科委张震震副主任亲自带领我们到负责原子弹总装技术阵地参观并协调工作,明确两院要在一定范围内打破保密界限。当我们带上防护眼镜和手套掂量了一下有关部件,看了原子弹内部结构后,更加理解了核装置对动环境条件的要求。我们表示:要把温、湿度调到比较理想的范围,为试验成功创造良好条件。为消除不必要的恐惧心理,龙文光主任介绍了安全方面采取的种种措施。经过协调,我们再次修改了操作细则。
最后,领导决定在10月27日进行热试验。前一天晚上,虽然试验队命令大家早点休息,但兴奋的心情又使人难以入睡。集合的哨音响后,我们提前到达技术阵地,测试合格后,小心翼翼地把核弹头运到发射阵地,转运到结合车,对接起竖,然后把核装置的温度调到理想值,直到临射前撤离发射阵地,我们才松了一口气。接近发射起飞时,按要求俯卧在地面,防止意外情况的发生。
当基地传来在预定落区核爆炸成功的消息,继而又听到广播电台播出的政府公报,我们高兴的心情可想而知!聂荣臻元帅等领导参加了庆祝大会,同志们连日来的疲劳,丢得一干二净。
(选自《中国航天腾飞之路》,收入本书时作了删节)