当时我已是高空台试验研究室主任,高空台的主要技术人员都集中在这个室里。面对这种突然而至的“冲击”,我们该怎么办?的确给我造成了巨大的思想压力和负担,可以说真有点儿“困惑难解、寝食难安”的感觉。
在英国时我们深切地感受到,没有高空台,一个国家要想独立自主研制先进航空发动机只是一句空话。英国人为了保住机密,宁肯试坏设备,也不愿多给我们一份资料,更不愿安排我们到NGTE高空台上去看一眼。我想我们一定要争这口气,哪怕只剩下几个人,也一定要把我国的“争气台”搞上去。
我多次与室里其他领导研究,首先要做的就是稳定军心,区别不同情况做好科技人员的思想工作。我们本着实事求是的原则和对同志负责的精神,凡工作能够离开而本人又确有实际困难的同志,我们就表态同意放走,不勉强其留下来;对承担重要工作而暂时离不开的,先做好思想工作,并承诺待完成他所承担的任务后再想办法帮助他调走。我们室里有位同志叫吴荣华,是广东人,他温文尔雅,大家都叫他“秀才”。他工作一贯勤勤恳恳,十分热爱高空台事业,自1965年西北工业大学(简称西工大)毕业后一直两地分居,在山沟里无私奉献了21年,家中上有高堂,下有孩子,但他本人却以工作为重,从未因家庭困难而影响过工作。对这样的好同志我真有点儿舍不得他调走,但又有点儿于心不忍。1986年我已是所的副总师了,分工主管高空台的技术工作,我曾主动找他谈心,了解到他家确有实际困难,而他所承担的管网系统工作已基本结束,就帮助他做所领导的工作,最终所里同意将他调往深圳工作。走时我们热情欢送,他依依不舍,热泪盈眶。至今我们仍保持着联系,他还年年给我发来自制的精美贺年卡。
对于愿意留下的同志,我们更要做好思想工作,讲清高空台的前途是光明的,缓建只是暂时的,让大家树立必胜的信心。我们曾几次召开全室动员会,说服大家留下来,动员大家一定要坚持到底!当时也确有一批高空台铁杆骨干分子,不少同志表示,我这一辈子就奉献给高空台了,不搞出中国自己的“争气台”,誓不罢休!
我们虽然做了很多工作,但因这次“缓建”,的确走了不少科技骨干。1974年高空台设计研究室曾有128将,除少数调到所内机关或其他研究室之外,到最后就只剩下60来人了。当然后来每年又给我们分来一些新同志,不断补充新鲜血液,这些年轻同志现在大都已成长为高空台的顶梁柱了。
面对庞大而复杂的高空台,虽然遭遇到“缓建”之痛,但一期工程的主体设备都已安装好了,只是有些管路没有完成清洗,少数还没有安装到位。当时我想,施工单位撤走了,我们能不能像二区设备那样自己来干收尾工作呢?5年缓建,我们总不能坐等5年吧!如果真是那样,5年之后,我们辛辛苦苦干了十几年的高空台,弄不好真有可能被人家言中了———将变成一堆“废铜烂铁”。
本着这个想法,在所和一区的坚强领导下,我与室里其他领导和一些高空台技术骨干商量后,采取了3条措施:一是组织自己的“收尾安装队”,我向一区和所领导提出建议,从机动处借调几位老技师,如顾云泉、刘文吉、钱根保等五六位老师傅,加上我们室自己的工人和技术人员,再请一些农民工,我自己也亲自带头去当工人,同大家一起干活,共同完成了设备和系统的安装收尾和管道清洗工作。对一些原来安装不到位或装错了的,就把它改正过来;对有些管子长短不一的,就重新进行弯管,以保证系统能顺利地稳定运转起来。接着我们对主试验厂房的近20套工艺系统,一个一个地进行精细的调试。二是由我起草了一份《尽快恢复SB101高空台重点工程建设》的建议书。我记得一区副主任姜长信同志(大家都亲切地叫他姜委员)第一个表示支持,第一个签名,我们室和整个一区有几十位同志也都庄重地签名,经所领导上报给部机关,这对摘掉“缓建”帽子、提前于1983年恢复重点工程建设起了一定的促进作用。三是我与杜鹤龄、徐通源、焦天佑、彭友梅(注2)等同志一起,编写了《高空模拟试验技术研究》和《高空台一期工程总体性能调试课题研究》两项建议书,得到部机关柳承美、刘孝安等同志的大力支持。他们在经费十分紧张的情况下,为我们争取到少量的科研费,开展课题研究工作。1982年10月航空工业部发动机局通过调整科研任务,又将结余经费7000多万元转做高空台调试费,并补充下达了高空模拟试验技术研究两项任务,使这两项研究课题得以圆满完成,为日后的高空台一期工程直接排大气调试奠定了坚实的技术基础。
在这种极端困难的条件下,在上级领导的大力支持下,在所领导的带领下,高空台的全体同志发扬“自力更生、艰苦奋斗、团结协作、无私奉献”的624所精神,大家边调试、边研究,硬是把缓建的3年变成了热火朝天搞研究和调试的3年,把在英国学到的先进技术应用到中国高空台上。1985年SB101高空台用815发动机直接排大气调试获得成功,1986年又完成了“涡喷13AⅡ发动机进口流场畸变模拟鉴定试验”。这不但为我国自行研制的歼8Ⅱ飞机定型做出了贡献,而且使高空台一期工程提前8年投入使用,也为高空台二期工程建设赢得了宝贵的时间,从而鼓舞了士气,也增强了上级领导和所内职工对高空台建设的信心。
有时需要点儿“自作主张”
624所高空台几经调整,最终确定为“双二五”,即模拟高度为25千米,飞行速度为声速的2.5倍,又叫马赫数2.5。但还要考虑发展为模拟高度30千米,马赫数3.0的可能性。这就要求将一定流量的发动机进口气流温度提高到300℃以上。
因此,加温炉是空气系统的一个主体设备,它是高空台必不可少的重要组成部分。其作用就是根据发动机试验的需要,把来自DA1000压气机的压缩空气加热到500℃,然后与另一股未经加温的压缩空气在空气混合器中进行掺混,使其达到试验模拟状态点的温度。需要多少温度就可以调到多少温度。有点像洗澡用的冷、热水龙头,常用热水管和冷水管阀门的不同开度来调节水温,原理上十分简单。
对发动机进口空气的加温有3种方法:一是直接加温法,即在进气系统中用发动机主燃烧室加温,既省钱又方便,但进入发动机的是带有燃气的污染气体,会影响发动机试验性能的准确性;二是电加温法,空气不会污染,但耗电量大,很不经济,只能用在空气流量较小的试验装置上;三就是间接加温的“冲天炉”法。
624所一共有5个加温炉,很多人叫它“冲天炉”,高空台3个,二区的燃烧实验室有2个。加温炉的直径约10米。工作原理也很简单,就是用天然气给空气加温。是什么构造呢?里面是用耐火材料砌成的,中间有好多天然气喷嘴,喷出天然气燃烧加热炉中的几十根不锈钢管,气流从钢管中通过,温度就提高了。每个炉子可以将25千克/秒流量的空气加温到500℃。
大概是1987年,当时我已经是624所总工程师了,并且分工主管高空台的技术工作。有一位叫郭明焕的同志,是负责二区加温炉的设计和试验的。他找到我说:“刘总,现在研制出来一种新的保温隔热材料———硅酸铝纤维,它具有密度轻、导热系数小、热容量小、抗温变能力好、抗振性和吸声性好等许多优点,施工也很方便,采用高温黏结剂就能直接贴在原炉衬的内壁上。在1000℃下能长期可靠工作。”
由于历史条件限制,原设计的加温炉衬里采用轻质耐火砖内墙加膨胀珍珠岩保温结构,炉顶、炉底及烟囱采用轻质耐火混凝土保温结构,其致命的弱点是升温和降温的速度很慢,必须要开30多小时才能将温度慢慢地加到500℃。如果稍不注意,加温速度太快,很容易将炉子“烧塌”,而且加温时不能干烧,必须开一台或几台压气机组供气。这意味着今天要做试验,必须提前两天开加温炉。加温过程中,加热的空气是放空的,还要有几班人跟着,浪费就非常大,耗气、耗电很多,会大大增加试验的费用。
采用郭明焕同志建议的这种新材料后,只需5~6小时就可以加到规定温度,我一听很高兴,问这么改造大概需要多少钱?他讲,一个炉子可能要20多万元。
我马上就向王靖寰(注3)所长汇报,并与基建处徐国生处长、骆宽能科长等商量,由我们自己花钱,先把二区的一个炉子改好,待做完试验后,看看效果如何再定其他炉子的改造问题。但这件事没有事先向部里请示就干起来了。发动机局有一位领导同志对我说,你们这些炉子刚建起来还没怎么用,马上就改造,这怎么能行呢?对我进行了批评,并派人下来调研检查。我对他们说,这样改造后将来试验时会节省很多的钱。加温炉开1小时耗多少电、多少气?提前开30多个小时,试验完之后还不能一下子就停火,还得慢慢地降温,又要几十个小时。这两项加起来,将来的发动机试验费用是非常昂贵的。现在有了新材料,这样改造是必要的、正确的。
二区炉子改好后进行调试,为了摸清规律,先从30小时缩短到20小时,再缩短到10小时,最后达到5~6小时,试验时我亲自在现场跟着。整个调试用了4天,累计80多小时。后来起动升温很快,温升率接近英国NGTE高空台加温炉的先进水平。这一次试验的总能耗费为11.5万元,比改造前节省约30万元,加温炉的其他性能也大有改善。后来所里就决定对其他4个炉子都进行这种改造。
这件事情后来得到了航空工业部高空台领导小组组长、建设局刘正惠局长的肯定和表扬。又给624所增拨了改造经费。经进一步的改造,后来升温时间已缩短到3个多小时,只是原设计的十分之一,不但大大节约了试验经费,而且也给国家节省了大量的电能和天然气能源。现在看来,当时我们624所自作主张对5个加温炉进行炉衬的技术改造是完全必要的,原来批评我的那位领导同志也改变了态度,肯定了我们的这个决策是正确的。
数采系统引进费周折
高空台试验是很花钱的。一方面是根据模拟状态的不同,开动设备的数量也不一样,每小时的试验费用可能为5万~20万元;另一方面由于试验范围宽广,无论设备或发动机的参数变化范围也就很大,所有的传感器要适应-100~+500℃环境温度的变化,所以,要求测试的参数不仅种类多、测点多、精度高、数据量大、重复性好,参数变化范围宽广而复杂,数据需自动采集、处理和修正计算,对安全参数能实时监视和超限报警。
可见,数据自动采集、监控和处理系统(简称数采系统)是高空台必不可少的重要设备,是一套十分庞大而复杂的系统。没有它就不能有效地开展高空台的联合调试,也不能很好地完成发动机高空模拟试验任务。但当时国内还没有这么先进的、完整的数采系统。
为了稳妥可靠起见,经高空台领导小组批准,高空台数据采集系统拟采用从国外全套引进,是项“交钥匙工程”。1988年初我率领代表团赴美考察和谈判,就数采系统的引进达成全部协议和条款,于1988年3月由中国航空技术进出口公司与美国某公司签订合同,并经巴黎统筹委员会批准,拟于1989年12月在现场调试交付。这个公司是专门为美国高空台和其他大型试验设备搞数采系统的。但是1989年“六四”风波后,美国政府无理制裁我们。该公司总师给我来信,说现在没有别的办法了,他们只能尽最大努力去争取。
1991年11月12—13日,美国商务部官员布里兹尔和美驻成都领事馆总领事布伦南来所,核查从美引进高空台数采系统的用途。为了便于美国政府审批,该公司建议我们将合同更改一下,换一个名字。我们就换用了“新都机械厂”名称,但这也不行。美国人的情报搞得厉害,很了解底细,说“新都机械厂”就是624所,就是江油的那个研究机构。他们后来又寄给我们一份美国国防部给他们公司的批件,上面说,江油的高空台设备是为成都飞机设计研究所研制新型战斗机所必需的重要试验设备,中国高空台发展会威胁美国安全,所以这个系统不能出口。美国国防部下了这个文件,就等于单方面将合同撕毁了,所幸我们还没有向美方支付一分钱的经费。
面对这种情况,上级领导征求我们的意见,怎么办?用国产的行不行?我说,用国产设备肯定不行,因为我们的电子产品质量不稳定。该怎么办呢?在所里研究时我提了一个建议,即“总体自主设计,硬件分散引进,软件自行编制,现场联合调试”。这一建议得到王靖寰所长和有关领导的支持。于是我专程到北京汇报,高空台领导小组组长刘正惠局长召开一次专题会议,所里的方案和建议被采纳了。