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譚永華:始終保持一顆“雄心”
——記中國航天科技集團有限公司第六研究院科技委主任、航天動力專家譚永華

作者:蔡巧玉 吳應清  來源:科學中國人  發布時間:2022-06-28

導讀:  航天界有一句名言,也是譚永華經常掛在嘴邊的話:“火箭的運載能力有多大,航天的舞臺就有多大?!币后w火箭發動機是航天器的心臟,是一個國家進入空間能力的基礎。譚永華強調,在航天高科技發展日新月異的時代,要使我國的航天事業始終傲立在世界航天科技高峰,就必須不斷地向航天高科技的前沿陣地發起沖擊,要始終保持一顆“雄心”。

 

千百年來,浩瀚無際的宇宙始終是華夏兒女向往的神秘所在??涓缸啡?、嫦娥奔月、萬戶飛天,無數文人墨客留下了向往太空的詩句與傳說,甚至為了圓夢而獻出生命。然而,要真正實現在宇宙中遨游的夙愿,實現登月夢想,進行深空探測,則必須要研制出大推力、高可靠的航天動力系統。

星辰大海,逐夢而行。在過去的幾年間,“北斗”導航、“嫦娥”探月、“天問”落火、“羲和”逐日、“天和”遨游,空間站建設全面開啟……中國航天事業譜寫出璀璨的新篇章?!鞍l展航天、動力先行”,火箭是目前實現宇宙飛行的主要運載工具,而液體火箭發動機是火箭、飛船和飛行器的動力之源,被視為人類抵達太空的“天梯”。

作為航天科技領域的液體動力“國家隊”,中國航天科技集團有限公司第六研究院(以下簡稱“航天六院”)是我國唯一集運載火箭主動力系統、軌姿控動力系統及空間飛行器推進系統研究、設計、生產、試驗于一體的航天液體動力研究院,先后研制了近百種液體火箭發動機,應用于火箭、衛星、飛船、探測器等各種用途的航天器,先后助力“神舟”系列載人飛船,“天宮一號”、“天宮二號”空間實驗室,“嫦娥”系列月球探測器、“天問一號”火星探測器,“北斗”導航衛星等任務圓滿完成。

身為航天六院科技委主任的譚永華,是我國新一代液體火箭發動機領域的主要開拓者之一。他親歷了中國液體火箭發動機工業從“望塵莫及”到與西方強國“同臺競技”,再到今日“創新發展”的全過程。在30多年艱辛的攻關路上,他從最基礎的工作做起,一步一個腳印,完成了從一位普通的設計人員,到主任設計師、副總師、副總指揮、副院長、院長,最終被業界譽為“中國航天液體動力掌門人”的成長蛻變。

航天界有一句名言,也是譚永華經常掛在嘴邊的話:“火箭的運載能力有多大,航天的舞臺就有多大?!币后w火箭發動機是航天器的心臟,是一個國家進入空間能力的基礎。世界各航天大國都把提高航天液體動力性能作為優先發展的重點。譚永華強調,在航天高科技發展日新月異的時代,要使我國的航天事業始終傲立在世界航天科技高峰,就必須不斷地向航天高科技的前沿陣地發起沖擊,要始終保持一顆“雄心”。

 

清苦年代

 

1987年,在西北工業大學完成了7年本、碩學業的譚永華,服從組織分配,來到深藏于莽莽秦嶺群山之間的067基地第11研究所(以下簡稱“11所”),成為基地一名液體火箭發動機設計員。

067基地始建于我國20世紀60年代三線建設時期,曾是中國最大的液體火箭發動機研制基地,也是航天六院的前身。50多年前,來自全國各地的工人、軍人和知識分子,在極其艱苦的條件下白手起家,完成了基地建設并投入火箭發動機科研、生產和試驗任務,為中國各型號運載火箭提供可靠的發動機,被業內稱為中國航天“原動力”的起源地。

譚永華對于自己第一次去基地報到時的情景依然記憶猶新?!爱敃r我在鳳州火車站下車,那是寶成鐵路線上的一個三等小站,很簡陋。出站之后黑燈瞎火的,在招待所住了一夜,第二天所里派車來接我進溝?!弊T永華口中的“進溝”,是指鳳縣大山深處的紅光溝,基地的生產單位和職工都分布在這條狹長的山溝里,每天職工上、下班都要靠班車接送,一旦錯過,就得步行約3個小時?!拔矣浀脛傞_始還是比較平坦的水泥路,進溝之后就變成了沙石路,再往里走就只有土路了。糧食、蔬菜等所有物資都要從山外輾轉運進去?!弊T永華回憶道。

山溝里清苦的生活條件難以用文字盡數記敘。但與物質條件的匱乏相比,更讓常人難以忍受的是深山的閉塞。老一輩的工作者曾經描述,“往往從大城市、大平原進到深山溝里的人,就如同掉進深坑里一樣,心里總感到憋得慌”。然而,初來乍到的譚永華卻并沒有被眼前的困境嚇退,這條延綿18公里的小山溝,成了他大展身手的“廣闊天地”。

從懵懂的新人成為所里不可或缺的技術骨干,在山溝度過的那段時光讓譚永華對于航天、對于火箭發動機有了更為直觀和深刻的理解。這位年輕的液體火箭發動機專家扎根在中國航天這塊土壤里迅速成長,那時經歷的許多磨礪,使他受益終生。尤其是他看到老一輩的科研人員即便在條件不完善的情況下,依然堅持開展自主研發。他們加班加點,廢寢忘食,遇到困難,解決困難,失敗了,從頭再來,有著非常執著的精神,這給年輕的譚永華留下了銘心刻骨的印象,也讓他牢牢記住了身為一名中國航天動力人應該具備的素質。

航天報國的夢想讓老中青幾代人凝聚在了一起,用技術創新推動著我國航天事業的發展,實踐著科技強國的使命。譚永華回憶,雖然工作辛苦、生活單調,但 這樣的環境也造就了一種專注的科學氛圍?!坝袝r候吃完飯,出去遛遛彎,只有一條橫貫山溝的大路,同事們常常在遛彎的時候碰面,聊上三兩句家常,話題就又轉回到技術問題上去了?!痹谶@種環境的歷練下,年輕的譚永華一步步快速成長起來,并且開始身擔重任。

在譚永華加入11所的前一年,隨著國家“863”委員會提出相關構想,航天動力系統的發展迎來轉機。大家都清楚,中國航天未來要想傲立在世界航天科技高峰,就要盡快研制新一代火箭發動機,而且必須高起點、高標準,向國際一流水平看齊。

雖然身處山溝,但譚永華非常關注國內外航天領域的最新動向,積極探尋適合中國航天發展的切入點。參加工作沒多久,一項重擔就落在他的肩上——當時,中國航天剛剛走向國際市場,啟動了研制發射“澳星”用的“長征二號”捆綁式運載火箭的重大項目。其中,捆綁式火箭發動機機架研制在國內尚屬首次,由譚永華負責。

捆綁式機架與以往傳統機架不同,其難點在于火箭所捆綁的助推發動機產生的推力,都要由發動機機架準確無誤地傳送到箭體。對機架的設計,所要運用的知識涉及面廣,要求也非常高,既要做到高可靠性,又要做到輕量化和經濟性,最重要的是,時間緊、任務重,又沒有多少可以參考的設計資料,這對設計者的多學科專業知識提出了相當苛刻的要求。

初生牛犢不怕虎的譚永華滿懷壯志地投入這場技術攻堅戰中。白天不厭其煩地與總體單位協商溝通,把總體單位的需求完全吃透;晚上挑燈夜戰,編寫出一個又一個方案,繪制出一套又一套圖紙。比較、鑒別、取舍、修訂……沒有休息日,沒有節假日,他全身心地融入由數字、公式和圖紙構筑的世界里。在一年多的時間里,他運用結構力學中的超靜定原理圓滿地完成了這項設計任務,最終拿出了合格的機架設計方案,并且“一次設計一次成功”,通過了“長征二號”捆綁式火箭發射的考驗,在全世界面前展現出中國航天科技的力量。這種機架后來被推廣到了我國多型捆綁式火箭,其中就包括將楊利偉送入太空的“長征2F火箭” 。

 

技術突圍

 

譚永華一戰成名。1993年,他成為航天六院歷史上最年輕的型號主任設計師之一。那一時期,中國的載人航天工程全面啟動,火箭發動機研制工作也隨之展開。當時的服役火箭,無論是從總推力還是有效載荷來看,都遠不能滿足未來我國載人登月、深空探測的需求。航天六院審時度勢,果斷決定開始研制無毒、無污染、大推力、高性能的高壓補燃循環液氧煤油發動機。譚永華一頭扎入這項宏大事業之中。

運載火箭是個巨大的系統工程,作為火箭的“心臟”,放眼國際,液體火箭發動機的研制也是世界級的技術難題?!叭紵环€定性”是液體火箭發動機研制中的最大難關。因為它涉及燃燒、傳熱、流動相關的所有問題,極其復雜又極其危險。因此,火箭發動機研制甚至被譽為是在刀尖上跳舞。

譚永華介紹,液體火箭發動機難就難在它是一個高溫、高壓、高熱流密度的復雜系統,融合了熱力、氣動、燃燒、流體等多個學科,涉及機械、材料、化工等多種行業,很多知識是書本上找不到的,需要不斷地在實踐中去探索。

高壓補燃循環液氧煤油發動機性能高、無毒無污染,是世界航天主動力發展的主要方向,如果不攻克高壓補燃循環動力技術,將造成我國后續火箭性能、運載能力無法滿足載人登月、火星探測等需求,嚴重制約我國航天重大任務實施和航天強國建設。然而液氧煤油發動機與以往研制的常規液體火箭發動機又完全不同,采用的是全新的技術、全新的材料和全新的工藝。當時,世界上只有俄羅斯掌握著這一高新技術。沒有現成的技術和經驗可以借鑒,一切都要從頭開始。

在此種嚴峻的形勢下,譚永華勇挑重擔——擔任新型發動機研制總指揮。為了能有一番作為,在張貴田院士等前輩的幫助下,譚永華經過了數不清的不眠之夜,在一個國內鮮有人涉足的領域苦苦摸索,提出了120噸液氧煤油發動機技術路線和總體方案。

然而,成為總指揮后的第一年,譚永華實際上是被一種挫敗感包圍著的。此前研制工作一直比較順利的新型發動機在整機試車中屢遭失利,特別是從2001年以后,連續出現了4次失敗,給整個研制工作造成了極大的壓力。甚至當時有人公開質疑,中國人能研制出這么先進的發動機嗎?

譚永華回憶道:“以當時的生產條件和能力,生產出一臺發動機很不容易,說實話真是費了九牛二虎之力,結果裝在試車臺上,咣一下兩秒不到,沒了!這種壓力真的是很大。不光是對產品的損失,也在折磨著團隊的信心?!?span lang="EN-US">

這也是譚永華迄今為止壓力最大的一段日子,甚至會整夜睡不著覺,一閉上眼,就像走進了霧靄重重的黑夜里,想盡辦法去尋找一條能看到天光的路徑。但是他明白,身為團隊的帶頭人,在項目遇到問題的時候,必須能頂住壓力,知道帶領團隊往哪個方向走,這是一個領導者的基本素質。譚永華迅速平復自己的沮喪,寬慰大家:“失敗并不可怕,我們如果能從失敗的教訓里總結出通向成功的一些法寶,也是一種收獲嘛!” 

譚永華將所有的壓力一肩扛下。在航天動力界摸爬滾打了30多年,經歷過許多酸甜苦辣之后的他有自己的感慨:航天液體動力的典型特點是燃燒壓力高、流量大、過程復雜,工況惡劣,故障發展迅速,難以進行容錯性設計和實時維護。每臺發動機有幾百根導管、上萬道焊縫、3000多個零件,將近10萬個工序。從原材料入場到產品出廠,任何一個環節出問題都會影響發動機最終的表現??梢院敛豢鋸埖卣f,火箭發動機的研制,一直是在挑戰工程科學技術的極限。

技術問題還得要從技術上下苦功夫。認準了這一點,在此后整整半年多時間里,譚永華和研制人員一道,潛心梳理研制過程,全力吃透關鍵技術,連續加班加點,在查找有關資料的基礎上,進行了大量的數據分析和發動機工作過程模擬計算,提出改進方案,終于破解了近80項高壓補燃循環液氧煤油發動機設計、制造、試驗的瓶頸難題,啃下了這一塊硬骨頭。

120噸液氧煤油發動機最終在2012年通過了國防科工局的正式驗收,2015年首飛成功,使我國成為繼俄羅斯之后第二個掌握這種尖端火箭發動機核心技術的國家。液氧煤油發動機用作新一代運載火箭“長征五號、六號、七號、八號”主動力,破解了我國火箭運載能力受限瓶頸,支撐了我國運載火箭的升級換代,將近地軌道運載能力提高到2倍以上,推舉我國進入了綠色航天和大運載時代。

在帶領團隊成功研制120噸液氧煤油發動機的同時,譚永華主持構建了液體火箭發動機技術新體系和研制新模式,極大縮短了發動機研制周期。以此為基礎策劃并組建了液體火箭發動機技術國防科技重點實驗室,形成了噴霧和燃燒、傳熱與冷卻、熱過程及熱力耦合仿真等發動機基礎研究方向,成為液體動力核心基礎技術創新研究、技術轉化、項目孵化的重要創新平臺,為后續液體火箭發動機技術持續創新發展提供堅實支撐。

人生沒有白走的路,每一步都算數。譚永華和團隊同事的辛苦也沒有白費,這一新型液體火箭發動機的研制成功受到黨和國家領導人的高度肯定?!?span lang="EN-US">120噸液氧煤油發動機”項目在國家科學技術獎勵大會上榮獲了2017年度國家科技進步獎一等獎,這是航天液體火箭發動機獨立申報問鼎的國家級最高榮譽,標志著我國由“航天大國”向“航天強國”邁出了扎實一步。

 

眾志逐夢

 

幾十年間,我國運載火箭已實現從無到有、從串聯到捆綁、從常規推進到低溫推進、從一箭單星到一箭多星、從發射衛星到發射載人飛船和月球探測器的重要跨越,形成了比較完備的運載火箭型譜,具備了發射低、中、高不同軌道,不同類型和不同質量航天器的能力。在這條艱苦卓絕的道路上,譚永華伴隨著我國航天重大工程發動機研制任務也在不斷進步和成長。

譚永華深知,航天人面前永遠沒有終點,只有下一次的起點。航天與其他科研領域不同之處在于,它不是孤軍奮戰,它構建的是一個個大系統、一條條產業鏈,有無數合作伙伴。大家聲氣相求,一起完成這一項光榮的事業。

“有些項目少則幾十人,多則幾百人、幾千人參加研制,和集體的力量相比,我個人的工作是微不足道的。大家集智才能夠真正創新?!弊T永華不止一次地強調,重大國防科技項目需要團結協作,集智攻關。

“航天六院之所以能成為液體動力‘國家隊’,是幾代航天動力人接續奮斗的結果,在這個平臺上,成長起來不少聞名全國和業界的大家?!弊T永華心里清楚,要想讓航天六院的科研水平長期傲立于世界前沿,人才是第一資源。在他擔任院領導的多年里,始終把人才隊伍建設放在發展的重要位置,不斷創新人才培養模式,逐步建成了一支由優秀管理人才、科技精英和能工巧匠組成的綜合素質好、專業技術水平高、科研經驗豐富的人才隊伍,一大批70后、80后甚至90后已經接過了“舉航天夢、圓中國夢”的接力棒。

設計的質量決定著產品的質量,也決定著發動機的成敗。譚永華嚴把方案論證和圖紙、技術文件簽署關;強調吃透技術,深入生產、試驗現場,及時處理各種技術問題,確保產品實物質量;堅持在大型熱試車前組織質量復查和事故預想,對試車中出現的問題和隱患,進行專題分析、驗證。

“科研工作必須深入一線眼見為實,待在辦公室里是把不準脈、號不出病的?!弊T永華說到做到,一有時間就來到技術人員中間、科研工作現場,和大家一起研究問題、解決問題,沉浸其中,自得其樂。

譚永華經常告誡團隊成員,既要仰望星空,還需要腳踏實地。要著眼當下每一個技術細節,精益求精。問題不論大小,往往很小的一個細節,哪怕是一毫米的誤差,都會影響航天器的使用和安全?;鸺l動機,一手托著國家財產,一手托著戰友生命。譚永華清楚,即便是有0.1%的隱患,所造成的嚴重后果也讓人難以想象。他常和年輕人強調:“搞航天科研的人,一定要做到嚴、慎、細、實。否則,差之毫厘,謬以千里!”

在飛向太空的征程中,航天員的生命安全無疑永遠是第一位的。譚永華將人命關天、萬無一失放在頭等位置,潛心研究發動機可靠性技術。為了降低風險,他帶領團隊不辭勞苦地開展各項工作。這個過程,對于發動機的性能是一種考驗,對于發動機設計者的心理和生理更是一種考驗。只要有發動機出現的地方,就會見到譚永華和團隊成員忙碌的身影,他們常常是披星戴月,連續奮戰,甚至幾個月都不能回一趟家。發動機測試,無論是三九嚴寒,還是三伏燥熱,團隊人員都要用心地伴隨發動機度過每分每秒,加班加點連軸轉地處理數據,確保試驗順利。巨大的壓力和高強度的工作,以及高噪聲的工作環境,使很多人的身體都有些吃不消,但沒有一個人因為個人原因而影響工作,他們用高度的責任心詮釋了新一代航天人敬業奉獻的含義。

正是由于有了這成百上千次的設計分析與測試驗證、數以萬計的技術數據、千百個在試車現場日夜鏖戰的日子,才會有譚永華主持研制將載人航天工程火箭發動機單機可靠性評估值提高了近1%,達到國際先進水平,支撐載人火箭成為中國最可靠和安全的火箭。

在成績面前,譚永華從沒有停止腳步,他總說:“航天工作最需要的不是慶祝,而是反思和總結,去發現問題、分析問題、解決問題,要清醒認識到差距,認識到不足,才能持續進步?!?span lang="EN-US">

平時被大家用“溫和”“文雅”“脾氣好”等字眼來形容的譚永華,在儒雅睿智的風度背后,也有著雷厲風行的魄力。面對發動系統技術跨度大、難度高的現狀,他總是提前運籌帷幄,帶領團隊注重先期開展大量的探索性、前沿性研究工作。

譚永華始終認為,創新是航天工業發展永恒的主題,是火箭發動機設計的生命線,沒有創新,航天事業就不會有大的發展。所以,除了苦干實干之外,更要持之以恒地堅持走創新發展的道路。在他過去30多年的火箭發動機設計師生涯中,這一理念貫穿始終,他對此進行了大膽的探索與實踐。

科技隨著時代快速向前發展,今日中國及中國航天,正處在“由大向強”的“關鍵一躍”。這是一條布滿荊棘的奮斗之路,也是一條充滿博弈的競進之路。在2021年年底,航天六院召開了數字六院路線圖發布會,宣布將新一代數字技術與發動機研制及管理業務深度融合,著力打造“1+5+12”的數字化能力體系,致力于構建一個全數據、全模型、全互聯、全感知、全流程的數字化企業。作為科技委主任的譚永華也出席了會議,面對未來,他表示:“要轉型,就一定要打破傳統的圍墻模式,用數字化的手段、數字化的思維模式來解決問題。過去發動機領域屬于傳統的機械行業,而現在要適應智能時代發展的要求,傳統機械產品要向機電產品轉變,目標就是要研制智能發動機。研制空天動力與能源一體化的下一代智能液體火箭發動機技術,成為我國航天強國建設的重要支撐?!?span lang="EN-US">

作為航天科技工作者,最攝人心魄、蕩氣回腸的時刻莫過于運載火箭成功點火騰空的那一刻。因為它凝聚了太多的心血和汗水,承載著太多的期待與夢想。和眾多出生于20世紀60年代的人一樣,《鋼鐵是怎樣煉成的》一書曾深深影響過譚永華的青春歲月:“當一個人回首往事時,不因虛度年華而悔恨,也不因碌碌無為而羞愧。這樣,在他臨終的時候,能夠說,我把整個生命和全部精力都獻給了人生最寶貴的事業!”書中主人公保爾·柯察金的這段箴言,用在譚永華為祖國的航天液體動力事業頑強奮斗的一生中,也極為恰當不過。

在航天科研領域,總有那么一些人,像譚永華一樣,在為“一丁點兒”的改善和技術進步奔波拼搏,付出百分之二百的努力。這在他看來充滿了價值,就好像是大海里面的一滴水,雖然只是一滴,但卷在時代的浪潮里也能涌起洪波,他的時光就沒有虛度,他的雄心就沒有錯付。

和其他在航天領域奮斗了一輩子的專家學者一樣,譚永華對于中國航天的未來充滿了信心。他們是這個領域里站在山巔的一群人,看得到更遠的地方。一如他們當年在閉塞的秦嶺山溝里時那樣,即便腳下踩的是坑洼不平的土坑,抑或是被雨水沖刷之后的爛泥,內心深處裝著的,依然是最前沿的技術和遙遠的星空。

(責編:楊思玄)

 

專家簡介

 

譚永華,研究員,現任中國航天科技集團公司科技委副主任兼航天六院科技委主任,航天動力技術專家,我國新一代液體火箭發動機領域的主要開拓者之一。30多年來,主持參與多個國家重點型號液體火箭發動機研制,有力支撐了運載火箭升級換代,保障了載人航天、“北斗”導航和“嫦娥三、四、五號”月面軟著陸成功實施,為我國航天事業發展作出了重要貢獻。曾擔任“長征二號E”火箭副總設計師、“長征二號丁”運載火箭副總指揮、新一代運載火箭副總指揮等。1997年入選國家百千萬人才工程第一、二層次,享受國務院政府津貼。獲國家科技進步獎特等獎1項、一等獎1項、二等獎1項,國防科技進步獎一等獎4項、二等獎7項等。先后獲得全國新長征突擊手、中國青年科技創新杰出獎、全國五一勞動獎章、全國先進工作者、全國優秀科技工作者等多項榮譽稱號。


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