让我记忆最深的是气浮轴承的试制。当时是我们单位设计的第一个静压气浮轴承,按图纸要求装配出来了,但就是浮不起来,想尽了办法,还是不行。攻关已近100天,正在山穷水尽时,“三结合”(即工人、技术人员、领导干部的结合)小组发挥了作用,一位有经验的工人师傅提出,可能是气“憋”住了。我们采纳了工人师傅的意见,改进设计,扩大了出气口,果不其然,一下子轴承就浮起来了,实验室内一片欢腾。我们所的第一个气浮轴承诞生了,这也是我们国家的第一个精密仪表气浮轴承。1963年我晋升为上尉军衔。
1963年,于北京留影
在主任办公室工作的几年中,我受益匪浅,每天都有学不完的知识和干不完的工作。我也舍不得老专家们,他们是我的老前辈,也是我的榜样。但我还是觉得工作有点空泛,希望能到基层,做具体的、独当一面的工作。吴中英老师为我选择了后来让我一生为之奋斗的课题工程,即陀螺加速度仪的研制工作。
陀螺加速度仪是我国战略武器中惯性制导系统中的核心仪表,它应给出战略武器在飞行中的速度与加速度,给出关机信号来控制武器的落点精度。仪表本身的精度或误差约占导弹落点误差的70%左右。陀螺加速度表实际上就是一个双自由度陀螺加一个内环轴的自动控制小型平台系统。在工程设计中难度较大,而且没有技术储备。在苏联撤走专家、国际上技术封锁的情况下,更增加了难度。我喜欢这个课题,认为这个课题适合我的特长,于是我决心埋头苦干,干出一番事业来。
1964年,第七机械工业部成立了。我们都脱了军装转为地方编制,研制队伍分家。吴中英老师被分到上海机电二局,我被留在北京,分到七机部一院十三所二室某型号静压气浮陀螺加速度仪工程组。
八年四弹
1964年,我来到基层工程组,正好面临我国导弹事业“八年四弹”的长远规划执行中。“八年四弹”规划内容是从1964年至1972年,8年间将要研制成功某型号中近程、中程、中远程和远程导弹。我有幸参与推动了这一光辉的历史进程。回想起这一历史时期,我们的国家正处在苏联撤走专家、国际社会主义阵营分裂和帝国主义的包围之中。技术上的封锁,使我们在一无图纸、二无资料的情况下,发奋图强,急国家之所急,进行创造性的劳动,努力赶超世界先进科技水平。
某型号静压气浮陀螺加速度仪研制
1964年我参加了方案论证工作。当时国防科委主任聂荣臻元帅直接领导,在人民大会堂举办了方案论证大会。指导我们的口号是“百花齐放、百家争鸣”。
方案论证
当时在陀螺加速度仪的方案设计中存在着几种方案。经过论证,最后定在了某气浮陀螺加速度仪方案上。至此,我作为该陀螺加速度仪的主要负责人之一,踏上了完成国家重点规划的“长征路”,是日日夜夜加班加点、埋头苦干、不辞辛劳的漫漫征程。
静压气浮技术,对我们国家来说还是空白,国内还没有这种技术.但对前苏联来说已应用很广,各种高精度的测量仪表,工装,各种夹具都是气浮或气动。由于我的专业是精密仪器,对气浮、液浮技术略知一二。很多年来,气浮与液浮技术究竟哪种更好一直存在两派之争,也是十三所技术讨论的焦点之一。直至20世纪80年代,又出现了静压液浮技术。但还有一些专家学者提出全液浮技术,认为液浮技术能预期更高精度。科委曾派人下来,了解相关技术。郑元熙副所长让我写了一份有关资料,综合各方面意见,我发表了自己的看法。
我认为三种形式都能达到高精度,不能单纯强调哪种悬浮技术一定高,应做全方位的具体分析。
至今我认为采用了这种气浮技术是正确的。根据当时情况,我国的工业基础很差,比美国差得远,距苏联也有相当距离。气浮技术当时在苏联已很普及,而我国还没有。我们的生产条件只有几台国外进口的机床和检测设备,实验室条件也很简陋。而气浮技术就需要几台高精度机床和检测设备就可以了,生产周期很短。陀螺加速度表的生产周期只用了20天。第一回合就拿到了数据。因此很自然,多数人都倾向于气浮技术。
再有,气浮轴承的关键技术少,而且在后来的日子里,这些技术很快得到解决。关键技术只有两项,所领导很快组织攻关解决了以上问题。
采用静压气浮轴承是一条多快好省的路线,使我们十三所研制的各种陀螺仪表能很快满足了系统总体的要求,用到了战略武器系统中,最终完成了“八年四弹”的长远规划。对于液浮轴承来说,很多关键技术都是一时半会儿难以解决的,这与我国的工业基础有关。要想突破需要较长的时间。
如果从研制成果来说,静压气浮在研制过程中结合中国的国情采用了很多“土办法”,解决了关键的机加工技术和检测技术,绕过了不少必经的高精尖的测量设备,这些都是当时我们国家没有,国外也买不到的尖端产品。我们发挥了“三结合”的力量,集中了工人师傅、工艺人员和设计人员的聪明与智慧,为国家节省了开支,也抢得了研制时间。
静压气浮陀螺加速度表设计
静压气浮陀螺加速度表这一课题的原始资料只有一篇介绍美国专利的文字。它至今还保留在我的书桌里,只有一个原理图和说明。再有就是前苏联的滚珠轴承式陀螺积分仪可供参考,再无任何资料。在资本主义国家和前苏联的技术封锁下,我们开展了独立自主的研发工作。
陀螺加速度表采用了多种先进技术,当时有解贻哲老专家和北航老师帮助我们做一些陀螺方面的分析与论证。在当时形势要求下,任务紧迫,计划要求我们一个月出图,生产周期20天。我们设计了气浮陀螺加速度计第一个模型,首先定下了气浮内环轴和小动量矩方案,以及线性系统和光电输出系统等参数。我和我的团队,夜以继日,发奋图强,历经一个月出了图纸。每一个零件都是我们自己设计的,没有任何可借鉴的资料。“三结合”搞得热火朝天,我们边设计边向工艺和工人交底。工艺人员提前备料,编工艺卡,我们设计人员下车间做“八大员”(即设计员、资料员,工艺员、器材员、调度员、检验员、试验员、联络员,号称“八大员”)。20天后还真装出了第一套模型。我们的所长郝复俭和副所长丁衡高等领导同志在实验室和大家一起观看了仪表在静止基座与振动基座上的精度测试,最终获得的精度较高,大家都很高兴。
初样设计
初样设计的主要工作就是要解决能够全面满足天上环境要求的仪表,也就是仪表水平要达到系统总体所提出的全面的战术技术指标要求。
在初样设计中,我和我的团队想尽一切办法对仪表进行了充分的全面试验,有些在航天部内无法解决的试验项目,例如低气压超真空试验,我们就到国内其他单位去做。总之能够在地面做的环境试验,一个不少地都做了,这是为了落实周总理的指示“严肃认真,周到细致,稳妥可靠、万无一失”。
1987年,赵采凡(居中者)在北京十三所实验室向专家介绍产品