第5章 火箭局部图纸
作品:《黎明之箭》 上海机电设计院,三楼小会议室内,郭院长戴着眼镜,瘦高的身躯显得格外精神:“各位同志,很荣幸能担任上海机电设计院院长,同大家一起研制新中国第一枚火箭,由于我今晚还要乘火车赶回北京,所以我就长话短说,郑重向大家介绍艾丁同志,经中科院和上海市委决定,任命原上海机床厂厂长艾丁同志为上海机电设计院党委书记,设计院由中科院和上海市委双重领导,设计院具体事务还是由副院长杨南生同志负责。”
随后,艾书记站起身强调:“上海市委指示,上海机床厂、上海柴油机厂以及其他上海各界都会全力支持机电设计院,设计院同志们应在杨副院长和王总设计带领下放心大胆搞好火箭设计。”
有了艾书记的话,设计院的其他几位领导都增加了几分底气,原本心中仅存的疑虑也都消散了,此刻,他们都坚信,设计院能造成新中国第一枚火箭。
而此时,大会议室的暖气片正烧得发烫,把玻璃窗烘出一层薄雾,二十多张绘图桌沿着墙根排开,铅笔在宣纸上划过的沙沙声织成一张细密的网,偶尔夹杂着三角尺落地的脆响。
有同事打开半扇窗户透气,墙上钉着的参考图纸被北风掀得簌簌起伏,最上方用红漆写着“卫星火箭”,下面是火箭的结构图,箭体像支削尖的铅笔,被密密麻麻的线条分割成无数小块。
王北海的额角渗着细汗,他把军大衣脱下来搭在椅背上,露出里面洗得发白的蓝布工装。往日里总爱靠着椅背晃腿的人,此刻正弓着腰趴在图纸上,左手按住丁字尺,右手的铅笔在 1:10的比例尺上反复比对。渲纸上的坐标格被他描得格外清晰,每一条横线都像用尺子量过般笔直。他忽然停笔,指尖点在“燃料舱段”的标注上,起身时带倒了椅子也没顾上扶,三步并作两步冲到墙边。
“这里的曲率半径是不是标错了?”他对着图纸喃喃自语,手指在“头锥段”的弧线上来回比划。旁边戴眼镜的同志闻声凑过来,两人头挨着头,王北海呼出的白气在对方镜片上凝成了水雾。
“按这个数据,箭体发射后会偏航三度。”王北海从口袋里摸出计算尺,铜制的滑块在刻度上快速滑动,“得改,不然制导系统对不上。”
这样的场景在会议室里随处可见,放大后的详细图纸与原设计图有部分的出入在所难免,更何况是火箭的箭体结构细节和动力系统、控制系统,都要经过严格的数据论证。
即便如此,也没有消减同志们的工作热情,有人搬来木梯趴在最高处抄数据,有人蹲在地上铺开整卷图纸,还有人用大头针把计算草稿钉在墙上,红笔圈出的疑问像一串串省略号。
窗台上的搪瓷缸里插满铅笔头,笔芯磨得只剩小半截,墨水瓶倒了好几个,蓝黑色的墨水在窗台上晕出深色的花。
杨南生站在走廊里,隔着磨砂玻璃望着里面的景象。当看到王北海把三角尺咬在嘴里,腾出双手翻查资料时,他嘴角露出了淡淡笑容。北航那个总爱跟老师抬杠的刺头,此刻眼里的专注像淬了火的钢。他想起北航院长临行前的嘱托:“王北海这孩子是块好料,就是得磨。”现在看来,这块料终于开始显露出锋芒了。
时间在图纸里悄悄消磨,大会议室的灯光常常亮到后半夜。当最后一张尾段结构图的墨线干透时,大家把二十多张图纸在地上拼开,整支火箭的轮廓赫然显现,22.46米的长度从墙角一直铺到门口,箭体最大直径 1.85米,起飞质量61.5吨,头锥段采用2毫米厚的铝合金,燃料舱段用的是镁合金板材,发动机舱的耐热层标注着“需耐受 1500℃高温”。每张图纸右下角都签着绘制者的名字,密密麻麻的线条像给火箭镀上了层银边。
“该拆图了。”王希季用红铅笔在总图纸上划着线,他把箭体从顶端到底部分成五段:“头锥段归结构组,仪器舱给控制组,燃料舱段交材料组,发动机舱和尾段归动力组。”
拆解后的局部图纸分到各个部门小组负责人手中,火箭箭体结构、发动机结构、尾翼结构、各种系统设计等都进行了详细拆分,为了防止泄密,部门将这些图纸再次层层细分,所有技术员各司其职。
拆图的过程极为精密,王北海负责把尾翼结构图分解成三十七个零件,小到一颗铆钉的直径,大到尾翼前缘的倾角,都要标注清楚。他趴在图纸上测量了整整三天,手指被铅笔芯染得发黑,指甲缝里全是橡皮屑。当他把标着“尾翼连接轴Φ38mm”的图纸交给谭济庭时,对方的眉头拧成了疙瘩。
“就给这个?”在结构组工作的谭济庭举着图纸来回翻看,“连跟箭体怎么对接都没标。”
“不该问的别问。”王北海按规定回了句,心里却也发虚,他知道结构组拿到的箭体结构图纸里,根本没提安装的具体细节。
分到各部门的图纸越来越细碎,郑辛强所在的动力组只拿到发动机喷管的局部剖视图,上面标着“扩张段半锥角 15°”,却没说与燃烧室的衔接角度。
“这不是盲人摸象吗?”郑辛强在食堂打饭时忍不住抱怨,手里的馒头被捏成了团,“昨天跟结构组对尺寸,他们说箭体直径 1.85米,咱们这喷管就得缩到 1.2米,不然对不上。”
“缩了推力就不够。”旁边的技术员接话,“张主任让咱们自己想办法协调。”
谭济庭拿着尾翼零件图去找动力组核对安装孔位置,双方在尺寸上吵了起来。“你们给的螺栓长度 35mm,我们的安装板厚 40mm,怎么拧进去?”谭济庭把图纸拍在桌上,铅笔在数字上圈得重重的。
“那是你们的板太厚了。”动力组的技术员也来了气。
争吵声传到走廊时,杨南生正站在发动机设计室门口。
而此时,动力组的老常和大民根本没空理会两人的争吵,这几天这样的事他们习以为常了,办公桌上的搪瓷缸底朝天,烟蒂堆成了小山,两人对着发动机涡轮泵的零件图发愁,那些交错的叶片尺寸标注得倒是精确,可怎么组装全凭猜测。
“这跟‘一零五九号’导弹主发动机的研制工作完全两码事。”老常指着图纸上的涡轮泵顿感头疼。
“就是,那会儿好歹见过整机,现在就给个叶片图,怎么设计泵壳?”大民也跟着抱怨。
火箭最复杂的结构非发动机莫属,他俩儿算是捞了个好活,在北京杨南生小院的激情现在已经被消磨了大半。
杨南生推开办公室的门走了进来:“我说你们动力组的嗓门可真够大的,我在走廊都听得清楚。”
谭济庭和那技术员见杨副院长进来,立刻闭上了嘴巴。老常和大民也转过头来,面带尴尬之色,知道刚才的牢骚话肯定被老伙计听了去。
“你们两个作为动力组领导,不要怕眼前的困难,要担负起领导的责任,同事之间有问题你们是要及时出面协调的。”杨南生耐着性子说道。
“可是,这火箭发动机对于我们来说太难了。”大民有话直说。
“现在嫌难了?”杨南生瞪了他们一眼,随后故意激他们,“你们看看那个我从北航带来的王北海,当初可是个性子懒散的刺头,现在不得了,你们两个发动机专业能人别被刚出学校的毛头小子比了下去。”
大民闻言腾地站起来:“谁还不是从毛头小子过来的。”他抓起图纸往墙上钉,“不就是个泵吗?今晚不睡也得搞出个头绪!”
老常叹了口气,也跟着一头扎进了发动机室,继续深耕发动机泵壳设计。
随后,杨南生直接把王北海调入了老常负责的动力组,负责火箭发动机泵壳图纸绘制,希望王北海这条年轻的鲶鱼能够搅活动力组沉寂的水潭,给发动机部门带去活力。
发动机室的灯亮到了天明,老常带着人在黑板上演算叶片的强度公式,粉笔灰落得像下雪,大民则拿着游标卡尺在废钢板上比划,试图按比例做出模型图,王北海按照要求完全沉寂在发动机泵壳图纸的绘制之中。就这样连续工作了七个昼夜,吃在设计院食堂,住在动力组办公室。第八天的清晨,当第一缕阳光照进窗户时,他们终于画出了泵壳的初步草图,纸角被烟头烫出好几个洞。
谭济庭和郑辛强已经一个礼拜没有见到王北海了,但是,他们最近的工作出了问题,两人都没见过火箭全图,这几天都为工作任务发愁。
当王北海拖着疲惫的身躯回到衡山路蕃瓜弄宿舍时,谭济庭和郑辛强眼前一亮,两人立刻殷勤地围拢过来,揣着从同事那换来的大前门凑到刚下夜班的王北海面前。
“就问个绘图基准。”谭济庭把烟塞过去,语气有些急切,“尾翼轴线是不是该跟发动机轴线重合?”
“两位大哥,我已经连续工作了七个昼夜,你们还有没有人性,就不能让我先好好睡一觉再说?”王北海耷拉着脑袋,一副没精打采的模样。
“觉等会儿再睡,先抽根烟提提神。”强子说着就把大前门塞进了王北海的手里。旁边的谭济庭则立刻掏出了火柴,准备点烟。
王北海捏着烟盒没动,他知道这问题触及了保密红线,但看着两人眼底的红血丝,知道他们的日子也不好过,他终究还是叹了口气。
“好吧,只此一次。”王北海把他们带到书桌前,铺开一张纸,简单画了个草图,用圆规画了个十字,“所有零件都以这个中心点为基准,上下偏差不能超过 0.5mm。”
郑辛强赶紧掏出小本子记,笔尖在纸页上划出深深的刻痕。
“那推力中心和重心怎么对齐?”郑辛强追问了句。
王北海合上圆规:“这个不能说。”
两人闻言一阵无语,这就是跨部门不能相互协作带来的问题,这样下去工作根本没法顺利推进。
随着设计的持续推进,部门间的矛盾也越来越多,政治部主任张海洋每天都要处理好几起争执。
这天傍晚,杨南生和王希季站在窗前,两人眉头都锁得很紧。
“尾段和发动机的连接尺寸对不上。”王希季指着手里的报表,“结构组说按图纸来的,动力组也说没做错。”
杨南生望着窗外的暮色,淮海中路的路灯次第亮起,在地上投下长长的影子。“看来得搞个协调会了。”他揉了揉眉心,“再这么下去,进度要拖后腿。”
全院大会上,王希季解释道:“为什么我们要将火箭设计图层层细分,各部门各司其职,这么做有两个原因。”他敲着黑板上的保密条例,“第一,火箭是国家最高机密,每个人只接触自己负责的部分,才能最大限度防泄密;第二,术业有专攻,让材料专家去算弹道,纯属浪费精力。”他拿起两张图纸对着光,“等所有零件都合格了,自然能拼成整支火箭。”
台下一阵喧哗,道理虽懂,实操却难,部门之间出现矛盾就是因为火箭设计与其他机械设计不同,大家都是摸着石头过河,肯定会遇到许多没有想到的问题,只是,这种设计图部门划分的方式将矛盾进一步扩大了而已。
杨南生和王希季面对这些问题,根据实际出发,立刻重新制定工作策略,打破常规,部门之间可以统一汇报,相互协调,互相配合,但是要做好详细的档案记录工作。
如此一来,工作效率得到了极大提升,同志们的抱怨消失,工作热气更加高涨。然而,新的问题却接踵而来,运载火箭的结构和发动机难,推进系统和控制系统对于现在的他们来说更难,即便集结了全院的力量,还是出现了难以预料的问题。
三楼会议室的灯亮了一整夜,烟灰缸里堆满了烟蒂,摊在桌上的运载火箭设计图纸上,密密麻麻画满了红色批注:推力参数不匹配、箭体材料强度不足、控制系统算力不足……每一条都像一道坎,横在杨南生和王希季面前。
王希季揉了揉发胀的太阳穴,又算了一遍发动机推力数据,结果还是一样:现有工艺根本造不出能将卫星送入轨道的运载火箭,就算勉强凑出箭体,上天后也大概率会失控坠毁。
“不行,不能再硬撑了。”杨南生突然开口,声音因熬夜而沙哑,“发射人造卫星是项系统工程,得遵循‘从小到大、由易到难’的规律,现在的方案超出了咱们的设计能力和工业底子,再往下走就是浪费时间。”
王希季坐在对面,手指无意识地摩挲着图纸,纸上的“运载火箭总体方案”几个字被他摸得沁出蓝晕。这半个月来,他带着结构组的人改了七版箭体设计,从铝合金换成高强度钢,再到尝试复合材料,可要么重量超标,要么强度不够,详细的火箭参数设计与草图设计完全不是一个概念。
“我同意你的意见。”王希季抬头,眼神里带着一丝犹豫,“但这是国家定的方向,咱们说改就改,会不会……”
“方向没错,但步子得稳。”杨南生打断他,起身走到窗边,望着楼下昏黄的街灯,“要是现在硬上,最后拿不出成果,才是真的辜负国家,咱们得跟上级说实话,转做探空火箭,先把技术吃透,将来再搞运载火箭也不迟。”
当天下午,杨南生拟了封电报,字斟句酌改了三遍,才让通讯员发往北京,电报里没回避问题,把运载火箭的技术瓶颈一条条列清楚,再附上探空火箭的初步设想。