东风系列导弹创造奇迹背后的感人故事
1955年初,中共中央作出了研制原子弹的决策,接着又决定发展导弹,国务院、中央军委成立以国务院副总理聂荣臻为主任的国防部航空工业委员会(当时视导弹为航空的一部分)。1956年10月8日,国防部第五研究院(简称五院)成立,由从美国归来的火箭专家钱学森任院长,专门研究导弹。后来中央军委进一步明确“两弹(导弹、原子弹)为主,导弹第一”的方针,把导弹摆在了重中之重的位置。由此,我国导弹从无到有、从仿制到自行研制、从近程到洲际,逐步发展壮大起来,铸就了国之重器——东风系列导弹。
首枚仿制近程地地导弹:“东风一号”
鉴于我国工业基础薄弱,聂荣臻在给中央的报告中提出,导弹研究要采取“自力更生为主,力争外援和利用资本主义国家已有的科学成果”的策略,得到了毛泽东、周恩来的认可。按照这一策略,我国的导弹研制工程拉开了序幕。
1956年底,苏联因国际形势的变化,在尖端技术援助领域开始有所松动,向中国提供两枚供教学用的P-1模型弹(该导弹是苏联仿制德国V-2导弹所生产的),一发是供教学用的解剖弹,一发是完整的可供拆装的导弹。这两发P-1导弹在我国导弹事业创建史上发挥了特殊作用。通过拆装、测绘和反设计,五院的研制人员初步掌握了导弹的基础知识,为后续研制工作做了技术上的准备。
1957年9月,聂荣臻率中国政府代表团访问苏联,中苏正式签署“国防新技术协定”。根据协定,苏联同意在导弹、原子弹试验方面对中国予以援助。12月,从苏联引进的两枚P-2导弹及一套地面设备运抵北京云岗。P-2导弹是P-1导弹的改进型,并非苏联的最先进的型号。聂荣臻说,苏联给的东西虽然不是先进的,但却是我们所没有的。仿制导弹总比我们从头摸索便捷多了,应当好好学习,并要求五院在1959年10月新中国成立10周年之际,完成对P-2导弹的仿制,因而这枚仿制导弹也被称为“1059”导弹。
1958年春,五院明确仿制P-2导弹的分工:一分院负责总体设计和弹体、发动机研制,二分院负责控制系统的研制。五院和解放军炮兵司令部等单位联合组建了教导大队,进行导弹运输、测试、起竖、指挥、发射和实战操作等训练和演习。这个教导大队也是解放军导弹部队的雏形。
P-2导弹的仿制工作以五院为主,全国有1100多个单位直接或间接地参加了这项工作。可正当仿制工作进入关键阶段,中苏关系恶化,苏联撕毁协定,撤走全部专家,同时带走了重要的图纸资料。聂荣臻指示五院:仿制P-2导弹决不能动摇,一定要争口气,依靠我们自己的专家,自力更生,无论如何要把导弹搞出来。
在三年困难时期的艰难日子里,全国都在困难中苦斗,地处西北戈壁的酒泉基地就更显困难。一次,军委正在开会,周恩来突然来到会场说:“我建议今天的会改一下议题。我是来为酒泉基地募集粮食、物资的。聂老总告诉我,他们正在沙漠深处挨饿,那里甚至连挖野菜都没有条件呀!导弹是共和国的鲲鹏,只有让它吃饱,它才能飞得高。我们一定要争取半个月之内,最好一个星期之内给酒泉运去一列车粮食。”
几个军区的司令员当场表示:请总理放心,我们保证按期节省出粮食、物资支援基地。周恩来还给正在基地的国防科委副主任张爱萍打电话嘱咐:“要让科学家们、技术工人们、军队的干部战士们吃饱,不能让他们饿着肚子研制导弹!”几天之后,总参谋部、各大军区就给酒泉基地运去了大米、面粉,还有治疗浮肿病的药品。
这些东西无异于雪中送炭,给基地全体人员以极大的鼓舞,进一步激发他们的积极性,经过不懈努力,研制团队终于在1960年下半年研制出“1059”导弹,准备11月5日试射。这是中国有史以来第一次发射导弹,4日,聂荣臻亲自抵达酒泉发射基地,他抚摸着导弹的墨绿色弹体,叮嘱道:“这是一枚争气弹,一定要打好!”
5日清晨,聂荣臻在张爱萍、钱学森等人的陪同下,来到指挥所。9时整,随着一声巨响,大地颤抖起来,10分钟后,导弹准确地命中550千米外的预定目标区。发射场爆发出经久不息的掌声和潮水般的欢呼,聂荣臻情不自禁地和大家拥抱在一起。当晚,在简陋的基地食堂举行庆功宴,聂荣臻激动地说:“今天,在祖国的地平线上,成功飞起了我国自己制造的第一枚导弹,这是我军装备史上一个重要的转折点!”
1960年12月6日和12月16日,第二发、第三发“1059”导弹再次发射成功,继而先后生产了两批30发导弹。1964年,“1059”导弹被命名为“东风一号”,其名字来源于毛泽东的名言:“不是东风压倒西风,就是西风压倒东风。”“东风”家族的第一位成员诞生。
首枚自行研制中近程导弹:“东风二号”
在开展“1059”导弹仿制时,聂荣臻就指示五院要突破仿制到自行研制这一关,并迅速地发展提高,建立我国自己的高水平的导弹技术体系,用我们的双手设计和制造出我国自己的导弹。在东风一号导弹首次飞行试验成功的庆祝宴会上,聂荣臻再次强调:“1059”发射成功,标志着仿制阶段将要结束,开始转到自行研制阶段了。
1960年3月,五院一分院就组织了自行研制导弹的方案制定与论证工作。六七月间,东风一号导弹仿制进入关键阶段,一分院已经完成了东风二号的方案设计。
东风二号为近中程导弹,是在东风一号的基础上改进而成的,因此弹体结构和发动机50%与东风一号相同。改进的部分包括:弹体全长21米,在原来17.7米的基础上有所加长,以增加推进剂容量;为了减轻重量,液氧贮箱改为单层结构,尾段也由钢制的锥形大尾翼改为铝合金小尾翼;发动机推力有了大幅度提高,射程比东风一号提高一倍。
从仿制到自行研制是一个质的飞跃,东风二号研制团队迎难而上,很快完成了初步设计。1961年春,设计图纸陆续下达试制厂,研制团队攻克了各个技术难关,不到1年时间,弹体、发动机和控制系统都相继生产出来,随后对弹体结构进行了静力试验,对发动机进行了各种试车,并完成了控制系统地面仿真试验。
1962年3月4日深夜,一列由20多节客、货和特种车辆组成的专列,载着东风二号第一发试射弹和120多名试验队员,外加一个全副武装的加强排部队,在极其秘密的情况下从北京永定门车站启程,前往酒泉导弹发射场进行首飞试验。3月8日专列抵达试验基地,11日导弹移交给发射部队。至20日,部队完成了试射前的一切准备工作。
3月21日,我国自行研制的第一枚东风二号导弹进行了首次飞行试验。然而,起飞后几秒导弹即出现了摆动和滚动,并明显地偏离射面,18秒时发动机起火,随即关机,69秒时导弹在离发射塔680米处坠毁,数十吨液氧、酒精燃起大火,冒起的烟尘形成像核爆炸一样的蘑菇云,地面被炸出一个深6米、直径22.6米的大弹坑。现场人员都惊呆了,不少人流下了痛心的眼泪,有的甚至号啕大哭。
面对首发失败,钱学森传达了聂荣臻的慰问和鼓励:“不要追查责任,但要总结经验教训。既然是试验,就有失败的可能,吃一堑,长一智,通过总结经验教训,以利再战。”4月9日,聂荣臻在国防科委办公会上又指出:“东风二号试射未达到目的,不要泄气,这不是什么意外的事,作为试验工作,这是正常现象。”
在艰苦而细致的分析、研究、计算、试验的基础上,1962年5月至6月,召开了9次故障分析会议,最终从两个方面找到了试验失败的原因:一是在导弹总体设计中,没有考虑到细长弹体在飞行中的弹性问题,弹体在飞行中的弹性振动与导弹姿态控制系统发生耦合,导致导弹飞行失稳;二是弹体与发动机的结构强度存在薄弱环节,导致弹体与发动机结构损坏而起火。
根据产生故障的原因,制订了一系列的改进措施,提出了动力装置的可靠性、控制系统的稳定性、弹体的强度及增加安全自毁装置等设计上需要解决的问题,并确定了在总体方面的改进,即:将仪器舱移到酒精箱与液氧箱之间;液氧箱改用强度更高的材料;动力装置提高强度和可靠性;发动机推力定为40.5吨,射程为960千米。
东风二号的这次失败,提高了研制人员对导弹研制规律的认识,总结出了对中国航天后来发展起了关键性作用的三条经验:一是系统把握。控制好,弹体好,两个组合在一起还不一定就好,必须从系统角度考虑匹配问题。后经钱学森的不断总结提炼,从理论上发展成系统工程学。系统工程学渗透到各领域,发挥了重要作用。二是地面试验。导弹上了天就毫无办法了。必须在地面做好充分试验,包括仿真试验、模拟试验、综合试验等,在地面上做完后,再做发射试验。三是预先研究。研制一个型号前,应有充分的预研究,先在这个基础上,再去研制一个型号。这三条经验成为大家的共识,并在研制实践中自觉遵循,坏事终于变成好事。
在接下来的2年时间里,研制团队先后完成了大量的研究、设计、试制和试验工作,成功地进行了发动机性能和可靠性试车,以及多次全弹地面试车。
1964年6月29日,经过改进的东风二号导弹再次进行发射试验,取得圆满成功。证明改进后的设计方案是正确的,生产质量和发射操作是优良的。7月9日和11日,又连续发射两发东风二号导弹,均获得成功。
从此,中国导弹科技队伍初步掌握了自行研制弹道导弹的技能,迈出了独立设计、研制的坚实的第一步。
首枚导弹核武器:“东风二号甲”
1964年10月16日下午,我国第一颗原子弹成功爆炸,举世震惊。但有西方媒体嘲笑中国“有弹无枪”,说的是原子弹只是“子弹”,没有导弹这支“枪”配套。
其实,1964年5月,五院和二机部就开始了“两弹结合”早期方案的研究、设计和论证,开始为原子弹造“枪”做准备了。同年9月17日,领导中国尖端武器研制的中央专门委员会正式对“两弹结合”试验做了部署,要求抓好“小”“枪”“合”“安”四件大事。“小”指的是原子弹要小型化;“枪”指的是研制原子弹的运载工具,改进“东风二号”导弹;“合”,指的是“两弹结合”,为适应原子弹的要求,导弹必须要做许多相应的技术改进。“安”,指的是安全。按照中央的要求,“两弹结合”先分导弹、核弹头两条线进行。
导弹一条线由以五院为基础组建的七机部负责。1965年2月开始,七机部第一研究院(原一分院)采取提高导弹发动机推力和比冲,增加液氧自动补给装置,减轻结构重量,采用全惯性制导系统等措施,将发动机推力提高到45.5吨,提高射程和改进控制系统性能。改进后的导弹被命名为“东风二号甲”。1965年11月13日,东风二号甲进行了首次试飞,取得成功,之后进行了10余次的飞行试验,表明该型号导弹已可作为一种实战武器批量生产。
核弹头一条线由二机部负责。弹头小型化在较短时间内取得了进展,1965年5月14日进行飞机空投试验,获得圆满成功。此后,核武器研究所就核弹头的体积、重量、环境要求等主要技术问题集中力量攻关,研制出与导弹配套的总重1290千克的核弹头,并于1966年初开始各种地面试验。
就原子弹头与导弹的“结合”问题,二机部、七机部的科技专家和工程技术人员进行多次技术论证与协调,并按分工开展了研究试验工作。
“两弹结合”很快进入试验阶段。同类试验,美国是射向太平洋,苏联是射向北极,而中国则是在本国国土内进行,这在世界范围内是首创。
由于试验在国土内进行,因而最突出的是安全问题。周恩来一直为此问题揪心。1966年6月30日,他访问巴基斯坦等国返回北京途中,特地在酒泉试验基地停留,到发射场观看中近程导弹发射合练,检查“两弹结合”试验的准备情况。从“两弹”衔接到发射操作再到人员疏散,每一细节他都问得非常仔细。他严肃地提问:“万一掉下来怎么办?掉到了有人的地方怎么办?”他叮嘱,发射时一定要组织甘肃、新疆相关地区居民的疏散,一定要做到“严肃认真,周到细致,稳妥可靠,万无一失”,这16个字也成为国防科研试验的指导方针。
10月7日,基地进行了“安全自毁系统”的导弹飞行试验,在地面控制下成功实现空中安全自毁,达到预定的试验目的。10月13日和16日,分别进行了两次“冷试验”(不装核材料),两枚运载模拟核弹头的导弹飞行正常,引爆控制系统工作可靠,并在弹着区内预定的高度按程序起爆了炸药部件,从而进一步检验了导弹及引爆控制系统的可靠性。经过多次运载火箭模拟试验和核弹头空投试验,导弹核武器试验进入了最后阶段。
10月20日,周恩来主持召开“两弹结合”的中央专委会会议,听取关于发射区和弹着区试验准备情况的详细报告,并对“热试验”(装核材料进行核爆炸)的准备情况和试验安全问题,再次进行了研究。他强调:“两弹结合”关系很大。中国原子弹爆炸成功后,有人嘲笑我们“有弹无枪”,无非是说我们光有原子弹,没有运载工具,我们要用导弹把原子弹打出去,用行动来回答他们的挑战!并委托聂荣臻亲赴试验现场主持试验。
聂荣臻从北京启程前,10月24日晚到中南海向毛泽东汇报。毛泽东说,谁说中国人搞不成核导弹,现在不是搞出来了嘛!你聂荣臻是常胜将军。10月25日,聂荣臻到达西北导弹试验基地,对试验工作进行了全面检查和部署。
26日凌晨,装载导弹、核弹头的运输车,顶着大风驶往发射阵地。27日凌晨,完成导弹与核弹头的对接,9时,核导弹点火腾空而起,向西飞行。头体分离后,核弹头按预定弹道,经过894千米的飞行,飞到弹着区上空,9时9分14秒,核弹头在靶心上空距地面569米的高度爆炸,生成一个巨型蘑菇云,测定爆炸威力为1.2万吨TNT当量,试验取得了圆满成功。
“两弹结合”试验成功,标志着中国有了能用于实战的核导弹。新华社就中国成功地进行了导弹核武器试验发表了新闻公报,外电则惊呼:“中国这种闪电般的进步”,“就好像亚洲上空的一声巨雷,震撼了世界,对西方来说神话般地不可思议”。
确实不可思议:美国从第一颗原子弹爆炸到第一次导弹核武器发射成功,用了13年时间,苏联用6年,而中国仅用2年。
通过这次试验,表明我国有了可用于实战的核导弹。1967年12月,东风二号甲改进型导弹定型,随之进行小批量生产。1969年东风二号甲改进型导弹正式列装部队,是第一代为我国站岗放哨的战略核导弹。中国成为继美、苏、英、法之后,第五个拥有核打击能力的国家。
首枚洲际弹道导弹:“东风五号”
1965年3月20日,中央专委会议批准了七机部《地地导弹发展规划》(亦称《“八年四弹”规划》),即从1965年到1972年这8年时间里,研制出东风二号甲中近程导弹、东风三号中程导弹、东风四号中远程导弹、东风五号洲际导弹四种型号的导弹。
东风三号的研制也非一帆风顺,1965年12月26日和1967年1月12日,东风三号两次试射,两次弹头落点与目标偏差较大。研制人员在马扎山大沙漠里跋涉5天,找到发动机残骸,分析出故障原因,并对导弹加以改进。1967年5月,东风三号准备第三次飞行试验。试射前在做燃料泄出测试时,弹体瘪进去一块。钱学森认为只要继续加注燃料,内外压差平衡后,就会恢复原样。于是他在发射命令上签了字,但不管他怎么解释,基地作试部长和基地司令员都不敢签字。按规定,仅钱学森一人签字是不能发射的。基地将情况汇报给聂荣臻。聂荣臻的回答十分干脆:“技术上的事钱学森说了算!他说可以发射,我同意。”5月26日,东风三号发射成功,证实了钱学森的判断。
东风四号导弹第一级以东风三号导弹为基础稍加改进,第二级为新设计的。1970年1月30日,东风四号导弹首射成功。“长征一号”运载火箭以该导弹作为第一、二级,承担了第一颗人造地球卫星发射任务。当时东风四号射程为4000千米,不足以适应战略需要,急需增加射程。1970年8月中央专委批准了增程方案。1976年5月15日和8月25日,改进的东风四号导弹两次飞行试验相继成功。
东风五号导弹的研制于1965年3月启动。刚刚完成东风二号研制任务的一批科技人员转战到东风五号的研制现场。到1966年7月,东风五号大部分方案设计报告完成,只有控制与弹头两个分系统还在继续论证。
东风二号、三号、四号三者之间都有技术继承性,而东风五号研制的技术跨度较大。研制团队面临着大推力火箭发动机技术、计算机制导技术、推力矢量控制技术、新型突防技术、地下井热发射技术等十大关键技术的攻关难题,且个个都是“拦路虎”。譬如,在东风五号之前的导弹上没有用计算机。东风五号要采用一种新的平台——计算机制导技术,当时的计算机体积过大,装不进弹舱。研制人员重新推导出制导方程和关机方程,计算机采用只有加减法的增量计算机方案,减少计算机的复杂性,少用了近1/3的集成电路,解决了小型化难题。
然而,随着“文革”的到来,东风五号各项研制工作受到干扰。一如张爱萍所言:“东风五号生于乱世,先天不足。”1969年3月,中苏边境发生了珍宝岛武装冲突,苏联欲用中程弹道导弹,对中国的北京以及长春、鞍山等重要工业城市进行外科手术式的核打击。是年的冬天,叶剑英在视察国防科技工作时说:“没有洲际导弹,毛主席睡不着觉啊!”于是,国防科委要求东风五号在1970年“十一”前实现第一次发射,为国庆献礼。
1970年5月,在北京地区组织了一场声势浩大的东风五号大会战(“705”大会战),北京市共有11个工业局、5个区、6所高校以及中央部属的12个单位参加。然而以群众运动方式研制导弹,许多单位是仓促上阵,赶制的产品存在诸多隐患。
然而,到了1970年9月,导弹的控制系统还没齐套。为了献礼需要,必须再加快进度。可欲速而不达,许多设备在试验时就问题百出,有的不得不回厂返修,甚至重做,导弹发射也只能延期。1970年11月,东风五号开始总装测试,因每个分系统都是带着问题组合起来的,各分系统接口之间匹配存在很多问题,导致总装测试中问题迭出。导弹一般总装测试只需要1个多月,而东风五号从进入总装厂开始,没日没夜地一干就是100天。副总设计师梁思礼干了50天就累得尿血,只得住进医院。
1971年6月,东风五号导弹01批次首发遥测弹终于完成总装。6月25日,首发遥测弹出厂运往发射基地。基地测试中问题依然不断,结果又搞了将近100天,最后所有问题基本解决。从开始研制到竖立发射场,东风五号已历时5年。但第一次飞行试验究竟搞与否,争论很大。
9月8日,距预定发射日期还有2天,周恩来把屠守锷、梁思礼、王永志等技术负责人请到北京,听取他们的汇报。他们表示,到了这个程度,成功的希望很大,放弃这个机会,物质损失不算,还损失了时间。发射即使出了问题,可汲取教训,也是一种收获。听完汇报后,周恩来当即拍板同意发射。
9月10日,我国第一枚洲际导弹终于点火发射。导弹起飞正常,一、二级按时分离,只是二级发动机提前6秒关机,致使导弹偏离了目标区域,试射基本成功。
随后,总体设计部门针对试验中发现的问题,对原设计方案提出了10项较大的改进措施,以进一步提高导弹的可靠性和作战使用性能。
经过1年多的努力,1972年12月26日,东风五号迎来第二次飞行试验。相比首次飞行试验,这一次大家信心很足。然而,在一级发动机点火过程中,由于电爆管短路,导弹自动紧急关机,发射中止。尽管发射失败,但导弹弹体还是完好无损的。
1973年4月8日,更换了发动机的东风五号导弹再次进入发射场,但导弹起飞仅仅43秒,由于控制系统突然断电,导弹因失稳而自毁。
遭受接连挫折的研制人员没有停下脚步,在他们的努力下,由东风五号改装成的长征二号运载火箭取得了重要进展,长征二号连续三次成功地将中国返回式遥感卫星送入轨道。
“文革”结束后,东风五号洲际导弹的研制也步入正轨。研制团队集中力量重新复核,重新设计,重新搞东风五号02批,研制进度明显加快。1978年10月5日,东风五号02批第一枚遥测弹,在酒泉试验基地低弹道飞行试验获得成功。1978年、1979年又进行了6次试验,均获成功。国防科委决定,洲际导弹全程飞行试验从酒泉基地向南太平洋发射,试验代号“580”。
1980年5月9日,新华社奉命发布公告:中华人民共和国将于1980年5月12日至6月10日由中国本土向太平洋南纬7度0分、东经172度33分为中心,半径70海里圆形海域上,发射运载火箭试验。
5月18日凌晨2点,我国首枚洲际导弹东风五号矗立于酒泉试验基地的发射台上。上午10时整,东风五号拔地而起,直刺云天。导弹飞行29分57秒,横跨南北半球,穿越6个时区,射程9070千米,飞向了预定海域。
万里之外的北京指挥大厅内掌声雷动。东风五号全程试验的成功,标志着我国拥有了第一代洲际导弹。它打破了超级大国对洲际战略核武器的长期垄断。
时任国防科委主任的张爱萍感叹:“洲际导弹这个东西,你叫他杀手锏也好,叫他核王牌也好,我是叫它‘打狗棍’。有了它,任何人就奈何不了我们了!”当晚,张爱萍挥毫写下了一首荡气回肠的《清平乐》:
东风怒放,烈火喷万丈。霹雳弦惊周天荡,声震大洋激浪。莫道生来多难,更喜险峰竞攀。今日雕弓满月,敢平寇蹄狼烟。
来源:《党史博采》微信公众号