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朱森元 丰富执著于单调

发表时间:2005-01-26

■ 人物名片

朱森元(1930.10.26- ),液体火箭发动机技术专家,中国科学院院士。生于江苏溧阳。1949年至1952年在中央大学(后改为南京大学)航空系学习,1960年12月在莫斯科包曼高等工业学校研究生院获副博士学位。1961年至今,任北京航天动力研究所(原液体火箭发动机研究所)研究员。现为中国运载火箭技术研究院科技委顾问、国家高技术航天领域专家委员会咨询专家、博士生导师。他长期致力于液体火箭发动机的理论和研制工作,是我国液氢液氧火箭发动机技术的主要开拓者之一。他在高科技航天领域大型运载火箭和天地往返运输系统的概念研究、火箭发动机及大型运载火箭方案论证等方面做了大量的前瞻性工作,为中国航天的进一步发展做出了贡献。

■ 人生格言

科学试验失败最多的时候,往往是将要突破的时候。

场景一

1970年的中国,“文化大革命”席卷一切。这年8月,一名40岁的男子从东北边陲北大荒乘火车回到了他阔别一年半的首都北京。虽然插秧劳损和受凉给他留下了风湿性关节痛的毛病,但他的心,却像20多岁的小伙子满怀着希望——重新有了工作的机会,对于一个知识分子来说,没有比这更重要的了。

1970年我国第一颗人造卫星“东方红一号”升空之后,有关部门开始对后续的卫星发展进行规划,距地面36000公里的静止轨道通信卫星就是中国航天要发展的重点任务之一。而要发射这样的高轨道卫星,液氢液氧发动机技术就必须取得突破。于是,在北大荒下放的朱森元被调回北京,负责新型氢氧火箭发动机研究。

“文革”期间,液体火箭发动机研究所绝大部分都迁到了陕西秦岭的大山里。北京仅留下一个工作组,力量十分薄弱。在当时,氢氧发动机作为一种新型发动机,大家对其认识很有限。甚至对于液氢和液氧的特点,都要从头学起。朱森元作为氢氧发动机研究室负责人,手下有23个人员供调配。但在当时,这些人多数不是被认为政治上“有问题”,就是身体不太好。本来氢氧发动机就是白手起家的高难项目,偏偏是这样一群“老弱病残”去啃这块硬骨头。于是有人编了顺口溜,说他们是《沙家浜》里胡传魁刚开张的队伍——“七八个病号,三五条枪”。朱森元一打听:所谓“七八个病号”是说他手下15个病号和“靠边站”的人,7加8等于15;剩下8个人就是“三五条枪”了。这时的朱森元又好气又好笑,他说:“你们看着,我们会把问题一一解决掉。”

摆在他们面前的是科研生产的“无政府”状态,如何开展预研?朱森元想到试制工厂有些设备可以利用,提出以边设计、边试验、边生产的“三结合”模式搞预研,得到了有关方面的支持。于是在管理人员和工人师傅的共同努力下,氢氧发动机的轮廓一步步清晰起来。

失败与科学研究如影随形,在1971年到1974年的几年间,摸着石头过河的朱森元深切体会到了这一点。他曾多次讲过一句话:“科学试验失败最多的时候,往往是将要突破的时候。”搞氢氧发动机预研就是攻关与突破相随,困难与惊喜相伴的过程。无数“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”的事例坚定了他走向成功的信心。

超低温液氢高速轴承是一个关键性的部件。根据国外资料分析,为了保证轴承保持架工作的稳定,要遵循内环引导的原则。然而在实际中一试验,这招就不灵了,不是保持架碎裂,就是滚珠烧伤。经过仔细分析,朱森元怀疑国外资料上的内环引导原则是错误的。他做了个试验,反着来,将超低温的液氢从外环引导到内环去,这下滚珠冷却改善了,再也没有被烧伤过。后来据了解,当初他们看到的国外资料在该国也不是最终的确定方案。从此,我国氢氧发动机使用的液氢高速滚珠轴承都采取了外引导保持架方案。

1975年1月,预研型氢氧火箭发动机全系统试车成功,接着又连续4次发动机全系统试车成功。仅仅4年时间,中国人就在低温高能发动机这一世界前沿课题取得突破性进展。即使在30年后的今天看来,他们的效率也是领先的。

谈起当年的事情,朱森元很平淡。其实搞氢氧发动机预研的几年,他背着很大的压力。知识分子被说成“臭老九”,下工厂搞研制的他也始终被扣着接受“再教育”的帽子。那时他的爱人同样下放回京不久,在北京西北郊工作,一周回一次南郊的家。平时朱森元又当爹又当妈,早上5点起床捅蜂窝煤炉子做早饭,6点半要赶到3公里外的车间参加“早请示”和“军训”。儿子生病就更狼狈不堪,天不亮就要去医院挂急诊打针。朱森元在自述中这样讲:“我能在逆境中为人民做出一定成绩,既高兴,又有很多感慨。我终于战胜了自我,没有虚度年华。”

场景二

1960年12月,前苏联莫斯科包曼高等工业学校研究生院。在这所全苏著名的工科学府里,一位中国学生面对副博士学位答辩的21位评委对答如流,表现出色。答辩结束后,赶来采访的记者对这位中国青年说:“你获得了21票,全票通过,这在学院历史上是不多的!”

20世纪50年代,一大批中国学生被派到前苏联学习。而朱森元作为其中的一员在那里学习了7年。

朱森元在国内的求学历程截然分为两段,解放前的中小学教育在动荡中完成,而解放后的大学教育让他感觉到焕然一新,因此,在学业上他如饥似渴,其它各项活动他也积极参加,从不落后。他就读的中央大学虽然在解放前是国民党政府的直属大学,但学生里有很多地下党员,他们的身份很隐蔽。直到解放后很久,朱森元才知道他同屋的一位同学就是地下党员。朱森元学习成绩好,要求进步,就被同学推荐为学生干部和团干部。1951年,他被选派到北京参加全国学生代表大会。在北京的一个月里,他有机会聆听许多知名人士的讲话,眼界大为开阔。1952年,国家挑选“又红又专”的学生进入留苏预备部,为留学苏联做准备。朱森元有幸成为大学同级学生里唯一被选中的人。此后的一年,他再次来到北京,专门进行了俄语学习。

1953年,他来到苏联首都莫斯科。当时中国在筹建第一汽车制造厂,急需汽车人才,于是朱森元就进入莫斯科汽车机械学院学习。当时苏联人对中国国内的学历不以为然,要他从大学一年级学起。朱森元说,可以通过考试测验一下。测验的结果使得苏联人同意他跳入大学二年级。苏联高等教育注重基础的传统使得朱森元受益匪浅。他高水准地完成了课程的学习,同时对力学、热力学、材料力学、流体力学等课程产生了浓厚兴趣。兴趣加上刻苦,使得苏联老师十分赞赏朱森元。一次期末考试,老师看见朱森元走进教室,就说:“你不用参加考试,我现在出个问题,你说一说就可以了。”

1957年,朱森元从莫斯科汽车机械学院毕业。他的毕业论文被苏联教育部评为优秀毕业论文,于是他有了继续攻读副博士学位的资格。学校的一位老师听朱森元说对热力学感兴趣,这位老师就把他推荐到著名的莫斯科包曼高等工业学校研究生院,老师的一位朋友是这所学校研究传热和工业炉的专家。

包曼高等工业学校研究生院在苏联工科学府中的地位相当于我国的清华大学,能进入这里学习自己喜欢的课程,朱森元如鱼得水。

按照学校要求,在这期间,朱森元学习了第三门外语——德语。他的德语老师现在已经90多岁。有一件事说来有趣,当时朱森元和同在苏联留学的妻子已确定为朋友关系,而这位德语老师的邻居正是朱森元妻子的同学,关系还十分要好。一次这位老师偶然在邻居那儿看到朱森元的照片,十分奇怪:“这个人是我的学生啊?”仔细一问,他才恍然大悟。从此以后,通过妻子和俄罗斯友人的通信,朱森元也常附信向这位德语老师问候。

场景三

1984年1月29日,西昌卫星发射中心,长征三号火箭第一次执行发射试验通信卫星的任务。所有人最关注的氢氧发动机二次启动出了问题,卫星未能进入预定轨道。压力自然落到了氢氧发动机的技术负责人朱森元头上。

1976年,发射试验通信卫星的长征三号火箭第三级决定采用氢氧发动机为第一方案。从1977年到1983年,经过7年攻关,氢氧发动机从预研型进入到实用型,“长征三号”三子级全系统试车获得了成功。

1984年1月,长征三号火箭已经矗立在西昌卫星发射中心的塔架上。此时,主管国防工业的张爱萍将军坐镇成都,对这次发射寄予厚望。液体火箭发动机方面的前辈航天老专家任新民作为负责人要去成都汇报,出发前向各分系统负责人征求意见。朱森元说,三级氢氧发动机的一次启动可以保证成功,但二次启动没有办法做地面模拟试验,“百分之百”的话现在还不敢说。

确实,在当时的航天界,空中二次启动是个难点。美国历经多次失败才掌握这一技术。1977年朱森元出访法国,欧洲人得知中国要冲击空中二次启动技术,对他很坦白地说:“对于你们,我们表示怀疑。”

担心的事还是发生了,二次启动出了问题。压力,压得氢氧发动机的技术人员二话不说,一个猛子扎进资料堆里,寻找问题的根源。本来就沉默寡言的朱森元更是沉默不语。

发动机涡轮泵烧了,初步分析是涡轮燃气温度太高的问题。是燃料液氢有问题变成气态了吗?有人这样猜测。这时任新民大胆提议:在启动时增加流量,以延长时间,降低温度。朱森元十分赞成,马上进行计算,当晚得出结论,可以按此方案执行。他立刻通知北京,以任老总的方案为主,辅以两项措施进行改进。北京的制造厂和试验站一路绿灯,以最快速度完成了任务。

72天之后,1984年4月8日,成功了!火箭的每个动作都很漂亮!经过72天的苦战,中国终于掌握了空中二次启动技术,中国成为了世界上第三个拥有低温高能氢氧发动机的国家。

山里的庆功宴并不丰盛,但酒是少不了的。试验队总指挥张镰斧为这72天,向朱森元敬上一碗酒,他一饮而尽。只有几个试验队员知道,朱森元从来不会喝酒,他喝掉的是队员们为他准备的白开水。

中国人的脚步要进一步向太空迈进,大推力发动机、大型运载火箭和天地往返运输系统成为20世纪末中国航天新规划的重点内容。从1987年以来,朱森元参加了国家高技术航天领域有关专家组的工作,他历任专家组成员、专题组组长和专家委员会咨询专家,在上述领域进行方案论证、战略研究,提出了许多真知灼见。

与国外运载火箭相比,中国的火箭必须做到降低发射成本才能在同场竞技中抢占先机。朱森元和专家们提出,模块化和积木式的研制模式是大型运载火箭所需要的。而他们的这种思路,正是21世纪中国航天科学发展模式的体现。

现在,朱森元仍然很忙碌,除了做研究,他还担任着北京航空航天大学和国防科技大学的兼职博士生导师。谈到为之奋斗一生的液体火箭发动机,朱森元笑着说:“在专业上我很放心,因为现在的年轻人做得很好。”

  

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