卢天寿：我与航天液体动力事业的不解之缘

卢天寿在给师生们讲解中国新一代运载火箭长征五号的构成 通讯员 周晨华 摄

　　□ 通讯员 周晨华 记者 赵婧

　　12月13日，中国航天科技集团公司第六研究院举行庆祝长征系列运载火箭400次发射“开启崭新征程、打造卓越动力、建设航天强国”主题宣誓签名活动。航天六院11所发动机专家卢天寿作为老一辈航天人代表参加活动。

　　“东方红一号卫星发射时所用的长征一号液体火箭发动机是我亲自参与研制的，到这次第400次发射用的长四乙上面级发动机也是我参与设计的，我感到特别骄傲和自豪。在我57年的职业生涯中，亲历和见证了中国液体动力事业的发展壮大，见证了中国航天事业的飞速发展。”87岁高龄的卢天寿在宣誓活动中深情讲述自己与液体动力的不解之缘。

　　亲历109次的“驱鬼”之路

　　1960年3月，正在沈阳实习的卢天寿被学校匆匆召回，一辆大卡车从北京航空学院大门口把他和同学们拉到了马神庙(原国防部老五院机关所在地，现北京市海淀区阜成路西段)，随后在南苑东高地东营房开始集训。自此，国家“争气弹”研制的序幕悄然拉开。从那时候开始，他就参加了“东风三号”发动机燃烧室的设计，并参与解决了发动机推力室“不稳定燃烧”这一领域的世界性难题。

　　时隔三年，分别采取不同燃烧室头部设计、不同离心喷嘴排列、不同冷却方式的燃烧室开始了试验。“6台产品，试验时间最长的没有超过10秒。看见产品一个个爆炸，烧得焦黑、变形、扭曲、击穿，整个大脑一片空白。”卢天寿说。

　　技术爬坡的日子里，钱学森在某型号研制的总结会上，把液体火箭发动机的燃烧不稳定问题形象地比喻为“鬼”。之所以比喻为“鬼”，是因为发动机燃烧室在试验的过程中屡次出现的烧蚀、鼓包、变形、穿透等奇怪的现象。

　　查技术资料、学习，找理论支撑，和同事一点点寻找试验后的残骸，哪怕是残片都收集起来，期望从蛛丝马迹中找出爆炸的原因。一次次摸着拼凑完整的“畸形”产品，卢天寿陷入了沉思，会不会是改进后的喷嘴尺寸变小，而身部变大，一大一小的变化造成燃烧不稳定性带来的问题?如果真的是由于燃烧不稳定造成的，又该如何解决呢?

　　俯下身、沉下心，卢天寿和团队成员与生产工人、试验员紧密配合，改变喷嘴的几何参数，使其几何特性在一定的区间内变化。每改变一个尺寸，就立刻做一次试验，经过反复试验，得到大量的数据，利用这些数据绘制出每种喷嘴的流量系数与几何特性关系曲线，探索喷嘴局部尺寸变化和流量数据的关系。

　　每一次技术革新的产品都有一个新的编号，从001到109;每一个产品的状态和试车的结果卢天寿都一一记录。终于，爆炸的解决总算有了些眉目，不稳定燃烧问题这个“鬼”终于逃之夭夭。

　　见证第一代玻璃钢喷管诞生

　　二级液体火箭发动机相对于一级发动机而言，工作高度、工作环境大不相同，必须对喷管进行重新设计。原有材料为不锈钢，重量太大，发动机根本无法承受。

　　在浩如烟海的材料中“淘宝”十分不易。卢天寿带领团队一个个地判定材料性能，一个个地遴选厂家，直至找到了钛合金材料。这种材料耐高温、强度高、重量轻，但当时国内金属研究所还没有生产。

　　卢天寿清晰地记得，团队成员把历尽千辛万苦买回的钛合金材料送到当时的生产厂进行旋压成型，加工出符合要求的试验件。经过6次热试车，因材料本身价格昂贵、加工难度大报废率太高，设计团队最终放弃了钛合金这一方案。

　　玻璃钢比不锈钢轻，比钛合金加工难度低，团队的目光又不约而同聚焦在玻璃钢材料上。玻璃钢是由玻璃丝和环氧树脂组成的复合材料，具有耐高温、强度高、取材易、成本低等特点，缺点是质量依旧大，制造工艺复杂，加工时对环境和操作的水平要求极高。

　　科研攻关枯燥而又有趣，过程艰难而又富有挑战性。将玻璃丝和环氧树脂绕在喷管延伸段的胎膜上，加压烧制成型，但高温下又极其容易变形，产品外形尺寸不能满足要求。团队成员和工人历经多次失败，终于探索出一条独特的加工工艺，制造出了外形合格的喷管延伸段。

　　为了帮助厂家改善树脂配方，采用新的高压固化方案，设计组在厂家一待就是一个多月。等到高压固化玻璃钢喷管延伸段制造出来，断裂问题得到有效解决后，烧蚀积碳现象又摆在了大家面前。历经一次次试验改进，团队终于设计出合理的结构形式。1968年10月，采用玻璃钢大喷管的二级发动机进行了两次验收性试验，全部获得成功。

　　不可忘却的纪念

　　两型发动机经过艰苦卓绝的技术迭代，技术上日趋成熟，它们被钱学森等专家指定承担“东方红一号”卫星发射任务，与一型固体发动机组合成“长征一号”运载火箭动力系统。这是一个多快好省的设计方案，既保证了运载火箭的可靠性，又满足了研制进度的要求。

　　1970年4月24日夜晚，发射的时候终于到来了!卢天寿和团队成员一起聚集在操场上，焦急而又兴奋地等待着，伸长脖子望着遥远的天际。时针指向21点35分，一团红色的亮点徐徐上升，越来越快，这一刻，空气沸腾了，掌声和欢呼声响彻夜空，大家忘情地蹦着跳着，沉浸在事业成功的巨大幸福之中。

　　21点48分，“星箭分离—卫星进入轨道—运转正常”。

　　“东方红，太阳升——”

　　熟悉的旋律从卫星传回地面，现场瞬间掌声雷动，所有人跟炸了锅似的蹦呀、跳呀、喊呀，相互拥抱，有的同事兴奋地抓住旁人的肩膀使劲摇晃。

　　时隔51年，发射那天的场景卢天寿依然历历在目，就像昨天才发生一样。“作为一名普通的科技工作者，我参与了第一颗人造地球卫星——‘东方红一号’液体火箭发动机的研究设计，为它提供动力支撑，这是我一生中非常值得骄傲的事情。”他激动地说。

　　在卢天寿心中，航天事业就是自己一辈子的事业，永远也割舍不下。即使离开工作岗位，他也坚持每年到周边学校为师生们讲述航天液体动力事业创业史，做一名航天精神的传承者和弘扬者。