王永志 以创新勇攀航天高峰
来源:《科学家精神· 创新篇》 日期:2022-05-25
王永志(1932年11月—),火箭导弹专家,中国工程院院士。他是我国“两弹一星”工程重要技术骨干,第二代远程战略导弹技术带头人,载人航天工程首任总设计师,先后参加和主持了多个火箭型号研制设计,为国防科技事业做出了卓越贡献。2004年获国家最高科学技术奖。2005年被中央军委授予“载人航天功勋科学家”荣誉称号。
王永志进入公众视野,还是在“神舟五号”实现历史性突破、完成载人航天飞行之后。事实上,此前他已在航天战线耕耘了30年。由于创新能力突出,一上新的导弹火箭型号,总会让他带队攻关,完成一个就投身下一个,一口气研制了8个型号,而且首飞从未失败。因此,当我国航天史上最复杂庞大的巨型系统工程——载人航天工程开始研制时,他立即被委以总设计师的重任,继续站在了航天工程创新的前沿阵地。他是有名的“战略科学家”,富于远见,做过许多重大决策,事后都证明是正确和影响深远的。他在航天一线奋战50年,用自己的行动完美地诠释了伟大的“两弹一星”精神和载人航天精神,勇于攀登,特别能攻关——实现了三大梦想,即把导弹送到地球任何需要的地方,把卫星送入不同的空间轨道,把中国人送上太空,书写了强军报国的华丽人生。
创新不竭的青年俊才
回国后,王永志被分配到国防部第五研究院一分院,投身到“两弹一星”工程和“八年四弹”计划中,开始了他事业的第一个征程。师从著名火箭专家米申,学导弹火箭的莫斯科航空学院优等生开始造导弹火箭,简直如鱼得水,王永志成了排头兵,院里一旦研制新型号,总是让他冲上去。
1964年初夏,大学毕业3年的王永志第一次走进大漠深处的酒泉基地,参加“东风二号”发射试验。因天气炎热推进剂体积膨胀,计算表明导弹射程不足。他大胆提出,将燃烧剂泄出600千克,反而可以增大射程使导弹飞抵预定目标。这一建议的正确性得到了钱学森的肯定,并为随即进行的3次飞行试验所证实。
这一年,王永志被任命为总体设计室副主任,分管“东风三号”中程导弹研制工作。他提出了前箱推进剂导管外行等许多切实可行的方案,随后又主持了靶场合练等多种大型地面试验,也是首次试飞的组织者之一。他创造性地提出了“五结合”飞行试验方法,大大缩短了导弹定型、交付时间,对部队尽快形成战斗力极为有利。1968年,年仅35岁的王永志就担任了试验队队长,1969年再次担任队长,参与组织指挥定型飞行试验,均获成功。
1969年,王永志被抽调去主持“东风五号”总体设计室工作,1970年伊始便投入首飞试验弹的初步设计工作中,制发了成套的设计文件。他提出并成功主持了只试二级的全弹系留试车,为导弹首飞赢得了时间,随后又主持了导弹后50天的出厂测试(共100天)。他作为发射阵地技术负责人,在指挥部决策是否推迟发射的紧要时刻,提出如期发射的关键意见并被采纳,为我国洲际导弹在1971年9月顺利诞生做出了突出贡献。首飞基本成功后,他又主持提出“加长箭体,增大射程;下移发射支点,提高发射安全性”等10项修改设计方案,并将其应用到了定型批洲际导弹和运载火箭研制中,其正确性均为后来的飞行试验所验证。1978年年初,王永志被正式任命为“东风五号”副总设计师,年底任总体设计部主任。此时“东风五号”即将定型,“八年四弹”计划已接近完成。其中的前三弹都参与执行了“两弹一星”任务。
1978年,“东风三号”总体设计获全国科学大会奖,王永志是主要得奖人之一。由于在第一代导弹研制中成绩突出,他还成为1985年国家科学技术进步奖特等奖“液体地地战略武器及运载火箭”这一综合奖项的获奖者(含6种战略导弹、2种运载火箭,时间跨度20多年),在以钱学森、任新民、屠守锷等老一辈专家为主体的27名得奖者中,他排名15,是为数不多的中青年专家之一。
运筹帷幄的领军帅人
1978年8月,中央确定了“固体为主、液体过渡”的远程机动战略导弹发展思路,王永志立即组织总体设计部开展了论证工作。次年3月,国防科委和七机部有关领导到一院继续听取各单位论证情况。会上正式宣布液体远程导弹立项,并同意钱学森“第二代战略导弹研制要由第二代人挂帅,建议由王永志出任总设计师”的提议。7月,王永志被任命为该型号总设计师。他主持制定了先进的总体技术方案,包括十大关键技术,如轻型弹体结构、重型多功能牵引车、全数字化控制系统、高性能液体火箭发动机等,体现了技术上的更新换代,解决了“没有生存能力等于没有洲际导弹”的巨大难题。不仅方案上有亮点,管理上也形成了不少沿用至今的首创措施:它是我国按研制阶段实行设计评审的首个型号,使研制管理工作走向规范化、标准化;可靠性量化指标首次被纳入研制指标,可发射率和发射成功率指标得到层层分解落实。他亲自撰写的24条《设计守则》被七机部发现后印发到每个工程组,以统一设计理念、规范设计行为。导弹研制很顺利,1984年年底已基本完成初样阶段工作,十大关键技术均已基本突破,特别是发动机已经通过了长时间、大推力、极限混合比摇摆热试车。但就在这一年,固体发动机研制取得重大进展,中央批准停止液体型号研制,实施“液转固”。于是王永志又率领队伍开始论证固体远程导弹技术方案。
1985年年底,航天工业部在各院分头论证的基础上决定成立联合论证组,指定王永志为组长,成员有一院、二院、四院及部机关参加,研究提出固体远程导弹技术方案。经过3个月的集中研究讨论,一院的设计思想和方案得到了领导专家们的认同,但与使用单位的论证结果分歧较大。在向领导汇报时,王永志代表研制单位阐述了“基本型、系列化、技术通用、陆海兼顾”的研制指导思想——先抓出高水平的基本型,经局部完善改进便可发展成洲际和不同发射方式的导弹系列,此观点得到张爱萍的赞同:“就应该从长远的战略发展出发考虑问题。就按王永志说的意见办。”一锤定了音。
后来国防科工委决定由王永志担任固体远程机动导弹总设计师、第一总指挥。在王永志的主持下,液体型号队伍经小幅调整开始转向固体型号研制,制定了战略导弹机动发射、高可靠、高精度、强突防的设计方案,经过3年多的努力,取得了重大关键技术突破性进展,转入初样阶段,为研制成功远程固体导弹基本型、后续潜射远程导弹、陆基洲际导弹奠定了坚实基础。1991年5月,王永志被国防科工委任命为运载火箭系列总设计师和地地导弹系列总设计师,统管两个系列的设计工作,并调至国家航空航天工业部任科技委副主任。
我国远程战略导弹的两次更新换代中,王永志都是第一任总设计师,其制定了先进的导弹技术方案,做出了影响深远、切实可行的发展规划,成为新一代远程导弹技术的领军人。实践证明,这种基本型、系列化的思想,有力地推动了我国导弹火箭技术的快速发展,在战略上赢得了主动。
应时创新的管理雄才
航天本就是高技术、高风险的行业,但就在1986年年底,刚升任中国火箭技术研究院院长不久的王永志,主动选择下了着险棋。
1986年是世界航天灾难年,美国“挑战者号”航天飞机爆炸,美欧多个火箭发射相继失利。王永志却从中看到了机遇——将中国导弹火箭打入国际市场。经过一番调研,他与院领导商量后,适应市场需求,决定“导弹太大搞小的,火箭太小搞大的”,把目光转向国际军贸市场允许的射程较小并可内外两用的战术导弹和中国第一枚大推力捆绑式火箭——长二捆。
他亲任某固体战术导弹首任总设计师、总指挥,组织攻克了捷联惯组、末速修正、钨渗铜燃气舵等十大技术。这些技术在型号研制史上都是首次采用,号称“十个第一”。型号仅用不到18个月就完成初样研制并取得首飞成功,其后续系列现已成为广为使用的军中利器。
1988年11月,仍处于纸上谈兵的长二捆,凭三页草图拉到了第一单买卖。美国休斯卫星公司委托中方发射两颗澳大利亚卫星,条件是火箭必须在1990年6月30日前有一次成功的发射试验,否则不仅中止合同,还要罚款100万美元。按常规,一种新火箭怎么也得四五年才能研制出来,时间实在太短!搞捆绑式火箭,我国无经验可循,外国技术又保密,风险太大了!而且万一失败,不仅他个人将身败名裂,巨额贷款难以偿还,政治上的负面影响更是难以估量。但王永志没有退却,他在航空航天部决策会议上立下军令状:“请部里帮我院联系贷款和打通协作关系,我院则保证按时把火箭立在发射台上!”
1988年12月,国务院决定积极支持这一火箭研制,并联系了4亿多元低息贷款。背水一战,别无退路。院里高挂着“绝不让研制长二捆的列车在我们这里误点”的巨幅标语,开始了500多个灯火通明之夜,员工两班倒,仪器设备不停歇。时间层层分解,环环紧扣。正常需一个半月的二级振动箭总装,18天就完成了,而类似的事在整个攻关阶段时有发生。这是一支令人生畏的力量,不可能硬是变成了可能——火箭18个月按时完成研制,发射一举成功,运载能力由2.5吨提高到9.2吨,实现了技术上的巨大突破,成功打入国际卫星发射市场,并为随后开展的载人航天工程提供了运载手段。
王永志的管理理念和精辟独到的技术见解为火箭研究院规划了一个影响深远的发展模式。在任期间,他开自筹资金和贷款开发之先河,开初样火箭飞行试验成功之先例,开辟了战术导弹和固体战略导弹两个新战线,使火箭研究院形成了运载火箭、战略导弹、战术导弹和民品4个系列全面发展的战略格局。2015年大阅兵时,由他作为总师、副总师设计的洲际导弹、固体远程机动战略导弹、固体战术导弹3种导弹都在受阅方阵中。
迎难而上的飞天英才
从“东风二号”起,王永志先后参加或参与领导了我国6种地地导弹、2种运载火箭的设计研制工作,每次他都是在首飞试验成功后,很快转入下一个新型号研制工作中,唯独载人航天打破了这一“惯例”。1987年起,他作为“863”航天领域第一届专家委员会成员参与制定了载人航天的发展蓝图,1992年年初作为论证组组长参与主持了工程技术、经济可行性论证,工程立项后被中央专委任命为总设计师,一干就是14年。
如果说王永志一生中,研制长二捆的风险最大,载人航天则是他遇到的最大挑战。面对这一当今航天科技的制高点,他几乎每天都处在处理问题、解决问题的状态中,精神高度集中,时刻不敢懈怠,倾尽了全部心血。他力主直接采用三舱飞船、轨道舱留轨应用、不上大动物试验、海上分区定点救生等创新方案,为工程实现高起点、高效益、跨越式可持续发展的战略目标做了大量开创性工作,起到了决定性作用。他紧盯航天员安全性设计的各个环节,坚持“可靠第一、安全至上”的原则,主持设计了满足十大约束条件的飞行轨道,力主将主着陆场从河南黄泛区改为内蒙古草原,对飞船提出落实船箭分离等五大手控分离措施、实现航天员手控排险和制动返回功能的要求,使我国具备了世界上最为完善的航天员全航程安全措施。
他未雨绸缪,“神舟三号”发射前就主持制定了《首次载人飞行放行准则》,做出“首次载人飞行前必须连续获得两次无人飞行试验圆满成功”的硬性规定。因此,他对“神舟三号”出现的穿舱插座问题毫不妥协,力主飞船从发射场运回北京更换全部77个插座。“神舟四号”飞行任务期间因病住院后,他把病房当成临时办公室,开“热线电话会”,梳理出需要工程总体重点检查和督促解决的34个问题及其解决方向。“神舟五号”出厂前两个月,地面试验结果表明“拉刀式”座椅缓冲装置存在致航天员伤亡的风险。尽管反推发动机不点火的概率几乎为零,但他绝不掉以轻心,决心研制安全系数高的“胀环式”缓冲装置,射前做了更换。
高质量的技术方案,实践中建立起的一整套以安全性、可靠性为重点的质量保障体系,从根本上保证了飞行试验的成功率,使我国仅在4次无人飞行试验(美、苏分别为21次和7次)后,就取得首次载人航天飞行的圆满成功。当航天英雄杨利伟走出舱门,通过电视影音走进千家万户,向所有关心的人们挥手致意……那一刻,整个华人世界都沸腾了!
2004年,“中国载人航天工程”获国家科学技术进步奖特等奖(排名第一),王永志还荣获2003年度国家最高科学技术奖。2005年1月,他被中央军委授予“载人航天功勋科学家”荣誉称号,被誉为“实现中华民族飞天梦想的开拓者,国防科研战线上的一面旗帜”。
畅想太空的战略大家
2006年,“神舟六号”任务成功后,74岁的王永志改任工程高级顾问,又肩负起了载人空间站工程实施方案编制专家组组长的重担。方案贯彻了他提出的“适应国情、控制规模、自主研制、高效运营”等战略思想,使“三步走”从战略规划到全面完成迈出了新的坚实步伐。
我国空间站工程将按空间实验室和空间站两个阶段分步实施,以小型空间实验室突破关键技术,降低空间站建造运营的技术风险。空间实验室为8吨级,重量不到礼炮号的1/2。空间站本体由3个20吨级舱段构成,总重量约是和平号空间站的1/2、国际空间站的1/7,建造成本低。货运飞船为13吨级,货运能力是俄罗斯进步号(2.6吨)的2倍多,可减少货运次数,有效控制运营成本。空间站基本实验能力达17吨,具备开展较大规模科学技术实验的条件。这样,依靠顶层设计和技术创新,我们既有效控制了建造和运营成本,又达到了独立掌握空间站建造运营和长期载人飞行等基本技术的目的,还保证了空间站的应用价值。
此外,三舱空间站只是最小配置的基本型,具有继续扩展能力,这是王永志一直强调的。他还提出三舱之外新增的舱段甚至不必都固联在主体上,可根据有效载荷特点和需要作为独立的共轨伴飞平台,只在必要时与主体对接,经检修补给后再继续独立飞行,构成多平台共轨飞行的分布式空间站。他甚至设想,空间站还可能发展成为邻近的预有准备的其他航天器提供检修补给服务,延长其飞行寿命;若该航天器无法自主与空间站对接,则派出站上的救生船或渡船实施救援等,使空间站不再局限于太空的几间实验室,而是成为强大的国家级太空基础设施——“太空港”,服务于多个领域,从而开创出空间站技术的新理念、新模式。
……
50多年来,王永志一直奋战在航天第一线。心无旁骛地专注于事业,虚怀若谷的胸襟,认真负责、勇于担当的精神,使他展现出卓尔不群的技术领导力,树立了很高威信,建立了卓越功勋。2010年1月,经国际天文学联合会批准,火星和木星之间的一颗小行星被永久命名为“王永志星”,以彰显他的科学精神与成就。
(撰稿:中国长征火箭有限公司 李少宁)