书城童书太空宇航知识篇(四)
10513900000011

第11章 世界航天人物(5)

格鲁什科

格鲁什科于1908年9月2日诞生在敖德萨,从小爱读天文学书籍和科学幻想小说,对天空充溢着神秘的遐想。在敖德萨古布索夫帕特中学上学期间,对星际航行产生兴趣,涉猎了有关航天和天文方面的知识,还参加了天文观测台的观测活动。16岁时,在《敖德萨消息报》上发表《从地球征服月球》等文章,提出如何利用喷气技术征服月球的大胆构想。1925年,他考入列宁格勒大学数理系学习,随后在天文观测方面取得优异成绩,并在宇航领域做一些设计工作。1928年,格鲁什科写了《利用太阳能作动力源的电热火箭发动机推进的航天器》的毕业论文,第二年又提出了这种航天器的设计方案。这篇论文受到普遍好评,因而他在1929年毕业时被推荐进入列宁格勒气动力实验室工作。齐奥尔科夫斯基在这一时期的著作中曾多次提到这位富有才华的青年。

1929年,格鲁什科倡议成立液体火箭发动机研究小组,同时他关于电热火箭发动机的设计方案通过了专家评审。他的小组通过理论分析和实验验证,于1932年试验了世界上最早的实验型电热火箭发动机。在此期间,他领导的研究小组进行了液体火箭发动机的理论与实验研究,解决了发动机研制中遇到的一系列难题,做了许多开创性的工作。1930年,他建议用硝酸、四氧化二氮、过氧化氢等作推进剂在发动机上做试验,还设计了燃烧室的特型喷管以及二氧化锆、氧化镁等隔热涂层,并用于发动机进行试验。他领导设计的苏联最早的实验型火箭发动机(代号为OPM)成功地进行了试车,OPM—1和OPM—2发动机使用烃与四氧化二氮混合液体推进剂,推力达到196牛。1932年又继续改进这两种发动机。他提出改用双组元自燃推进剂,并先后用不同的推进剂组合对OPM—4至OPM—22液体发动机试车53次。1933年又成功试验了使用硝酸、煤油推进剂的OPM—23至OPM—52发动机,其中OPM—50和OPM—52的推力分别达到1471牛和2942牛,能把火箭垂直发射到2千米至4千米的空中。此外还成功设计了向OPM—52发动机输送推进剂的带离心泵的涡轮泵装置。格鲁什科成为苏联液体火箭发动机的主要设计师,这些最初尝试充分显示出他的非凡创造才能。

1933年9月,列宁格勒气动力实验室与喷气推进研究小组合并组建了喷气推进研究所。格鲁什科认为,宇宙航行的基础是动力工程,如果不能很好地解决与之相关的技术问题,那么宇宙航行只能是幻想。他说:“齐奥尔科夫斯基从理论上解决了宇宙航行问题,而我的任务就是把这些理论变为现实,所以搞火箭发动机就成为我一生奋斗的目标。”

格鲁什科在喷气推进研究所负责研制液体火箭发动机。在1934年至1938年间,OPM系列发动机获得进一步发展。其中一项主要成就是他设计试验了苏联最早的燃气发生器和OPM—65发动机。这种发动机采用硝酸和煤油推进剂、钢制燃烧室、扩散形喷管,利用氧化剂进行再生冷却,可以多次启动,在试车台上做过65次地面试验。经过改进,这种发动机于1939年和1940年装在火箭上做了飞行试验。1938年,苏联的肃反扩大化殃及喷气推进研究所,格鲁什科也未能幸免,被送到莫斯科的一个特种工厂。但他仍在监督下继续从事他的液体火箭发动机的研究工作,研制出了4个燃烧室的泵压式液体火箭发动机。

1941年,格鲁什科被解除监督,担任液体火箭发动机设计局的总设计师。1942年,他同请求调进设计局的科罗廖夫一起,精诚合作,相互支持,开展大推力高性能液体火箭发动机的研究工作。在第二次世界大战中,格鲁什科的研制受到一定影响,但工作并未停止。1945年6月5日,苏军占领了德国在诺德豪森的V—2火箭生产工厂和佩内明德火箭试验基地,格鲁什科被派往现场接收试验设备和图纸资料。1945年9月6日,格鲁什科指导德国遗留的V—2火箭发动机的试车,并同科罗廖夫一起领导恢复V—2火箭的仿制生产。在此基础上,1946年10月他们将V—2火箭的重要设备、图纸资料以及俘获的少许德国工程技术人员带回苏联,同原来的研制成果结合起来,推动现代火箭技术的发展。

战后苏联成立了弹道式火箭研制机构,科罗廖夫担任弹道式火箭的总设计师,格鲁什科则被任命为发动机系统的总设计师,两人配合默契,从仿制V—2的P—1火箭开始,加快苏联的火箭研制进程。1947年10月10日,格鲁什科主持仿制的P—100发动机装在P—1火箭上首次试飞成功。1949年9月25日又把改进后的PA—101发动机装在P—2火箭上进行了成功的飞行试验。到1953年,P—5中程火箭用的PR—103发动机研制完成。这时格鲁什科认识到,V—2火箭发动机的潜力已基本耗尽,要突破大推力发动机,需要探索新的途径。

1953年,苏联开始研制P—7洲际火箭,最大的难题就是要攻破大推力和高可靠的液体发动机。科罗廖夫和格鲁什科一起研究,确定P—7火箭采用捆绑式火箭和发动机多管并联的方案,格鲁什科全力投入到P—7火箭助推级用四台Pn—107发动机和芯级用一台PR—108发动机的研制工作中。他呕心沥血,历尽艰辛,克服了发动机燃烧不稳定、耐高温材料与结构、燃烧室波纹板高温钎焊等一系列难题,终于研究出了当时世界上性能最好的大推力发动机,先后于1957年8月21日装在P—7洲际火箭上和同年10月4日装在改装的“卫星”号运载火箭上发射飞行成功,把世界上第一颗人造卫星顺利地送入地球轨道。格鲁什科主持研制的两种液体火箭发动机奠定了苏联火箭技术发展的坚实基础,创造了永载航天史册的重大功绩。

此后,在格鲁什科的领导下,除了继续发展这类使用液氧、煤油低温推进剂的发动机外,为了满足军方对导弹武器的使用性能要求,又设计研制了各种使用可储存推进剂的发动机,如采用硝酸和煤油、硝酸和偏二甲肼推进剂的P—214、PA—216、P—219、P—119等型号的发动机,它们大都具有燃烧室压力大、比冲高、性能好的优点。特别是经过5年的努力,他设计研制的P—253高压补燃发动机在技术上达到了更高水平,用于世界上最大的P—36(SS—9)洲际弹道导弹和运载能力最大的“质子”号运载火箭都获得了成功。格鲁什科在完善发动机结构的各种技术方面进行了艰苦细致而卓有成效的工作,获得了许多重要成果。

苏联在第一枚“卫星”号运载火箭的基础上,通过增加不同的上面级,研制出了“月球”号、“东方”号、“闪电”号、“联盟”号以及“质子”号运载火箭,用以发射了各种人造卫星、空间探测器和宇宙飞船,这些无不装有格鲁什科主持研制的液体火箭发动机。他就像是航天飞行永远取之不尽的最大动力能源。

确实,在1966年科罗廖夫逝世后,格鲁什科于1974年接任科罗廖夫设计局总设计师的职务。他领导了“能源”号重型运载火箭和“暴风雪”号航天飞机的研制工作。“能源”号的运载能力与美国的“土星”5号火箭相当。1976年采纳他和科罗廖夫研制H—1登月火箭的合理部分,确定“能源”号火箭芯级用4台先进的低温高能的大推力液氢液氧发动机和助推器用4台PR—170液氧煤油发动机的方案。1987年5月15日,“能源”号重型运载火箭首次试射成功,一年半后的1988年11月15日用于发射第一艘不载人的“暴风雪”号航天飞机获得成功。这也是格鲁什科晚年最具代表性的一项伟大成就。

1989年1月10日,格鲁什科在莫斯科病逝。他一生为发展航天技术所做的不朽功绩载入了航天史册。

科罗廖夫

1907年1月12日,科罗廖夫出生在乌克兰瑞特米尔城的一个教师家庭。当他9岁时,举家迁往敖德萨。在离他家不远的地方驻扎着一支海上飞行中队,科罗廖夫经常到飞行中队去玩,这在幼小的心灵里种下了向往航空的种子。

科罗廖夫在青年时代信奉这样一句座右铭:既要造出飞行器,又要驾驶它上天飞行11923年,他参加了克里米亚航空协会的滑翔机飞行小组,翌年设计出了自己的第一架K—5滑翔机。他早年父亲去世后,家境贫寒,靠半工半读自学掌握了一些高等数学和航空学科方面的必备知识和理论基础。1924年,他进入基辅工学院的航空气动力学系深造。这个选择既是他个人的志向,也符合时代的要求,因为当时苏联国内流行一个群众性的口号:快搞出飞机来!早在1913年,在科罗廖夫度过少年时代的敖德萨就已建起一座飞机制造厂,培养了一批飞行员。正是在这样的环境里,他受到蓝天飞翔的熏陶,并立志献身航空事业。因此,他在基辅工学院的两年大学生活里,醉心于制造滑翔机,兴致勃勃地学习飞行。

1926年,科罗廖夫转学到莫斯科包曼高等技术学院。在这所著名大学里,他有幸成为飞机设计大师图波列夫的一名学生,他的聪慧和敏锐受到老师的垂青和赏识。科罗廖夫的毕业设计选择了轻型飞机这一课题,获得了优异成绩。许多年之后,图波列夫在回忆这位名望不在他之下的学生时说:“科罗廖夫是当时毕业生中的出类拔萃者。他才华出众,只要稍加指点和培养,就能有所成就。那时无论是他的个人品质,还是设计才能,都给我留下了极好的印象。”

科罗廖夫大学毕业后正式进入莫斯科中央空气动力学研究所图波列夫设计局工作,成为图波列夫心目中出色的飞机设计师。但他自己已不满足于制造在大气层中航行的飞机,他的理想是到宇宙空间去旅行。1929年,他到卡卢加聆听了航天鼻祖齐奥尔科夫斯基关于宇宙航行的一席话后,顿时就异常冲动地说:“从现在起,我的目标是冲向遥远星球!”

1930年科罗廖夫参加组建喷气推进研究小组,开始从事喷气技术应用前景的宣传和人员组织工作。1932年7月,他接替灿德尔任这个小组的负责人,转而从事实际的研究和设计。1933年这个小组与列宁格勒气动力实验室合并组建喷气推进研究所,年仅26岁的科罗廖夫任科研副所长。在科罗廖夫领导下,该研究所制定了宏伟的发展规划,包括弹道火箭和有冀巡航火箭的结构设计实验,以及研究借助火箭的载人飞行装置。他对实现太空飞行满怀信心,曾说:“搞喷气飞行器是十分困难的,但却是很有意义并可获得成功的,困难终将被克服,不过需要作很大努力才行。”他认定了火箭技术的发展方向,若干年后便胜利地扬起了宇航的风帆。

科罗廖夫在1936年前领导研制了PⅡ—212和PⅡ—318有翼火箭,设计了有人驾驶的火箭飞机。就在他踌躇满志向火箭研制冲刺的时候,1937年开始了肃反扩大化,他受到曾主管军事装备工作的图哈切夫斯基案的牵连,同图波列夫等人一起被押送到西伯利亚罚做苦役。这位正当而立之年的火箭设汁师悲愤地离开了自己心爱的火箭事业。

在卫国战争时期,苏联迫切需要飞机,首先启用著名的飞机设计师图波列夫,由他在监狱工厂组织飞机的设计和生产。图波列夫了解到科罗廖夫的境遇后,深感惋惜,极力保荐他到自己所在的156号监狱工厂,协助从事飞机设计工作。1942年,科罗廖夫负责设计了战斗机的火箭加速器,研制了重型轰炸机的起飞加速器,而且他自己充当试飞员进行驾机飞行。有一次,科罗廖夫用ⅡE2型轰炸机对火箭加速器进行飞行试验,液体火箭发动机突然炸裂,飞溅的碎片击中了他的头部,他带着满身血迹从飞机里被救出来。科罗廖夫头缠绷带躺在医院里,对去看望他的朋友们说:“好在我亲自参加试飞,否则就无法了解火箭起飞时的真实情况,重要的是要找到发动机爆炸的原因。”科罗廖夫就是这样忘我、乐观、专心致志地从事当时前线所需要的工作。

战后,科罗廖夫被派往德国接收V—2火箭的设备和资料。之后他把仿制与过去的研制结合起来,提出了研制新的液体火箭发动机、减轻火箭结构质量、解决返回大气层的气动力问题、制造密封舱和生活保障系统等问题,应用了新的设计原理,如头部分离技术、自携式燃料箱和非稳定组合式方案等,还改进了控制系统、发动机装置和无线电遥测系统,取得了很好的实践经验。1946年8月9日,科罗廖夫被任命为苏联第一枚弹道火箭的总设计师。他具有卓越的组织才能和技术权威,不辞辛劳地组织科研生产,协调有关企业和部门之间的关系,还亲赴渺无人烟的伏尔加荒原踏勘和建设火箭发射场。1947年10月18日,科罗廖夫领导研制的第一枚弹道火箭首次试验成功,标志着苏联的火箭技术进入一个新的发展阶段。