我国第一代核潜艇总设计师:绽放七朵金花,集成谋创新

科技工作者之家 2020-03-10

核潜艇是强国必备的战略性武器装备,甚至在某种程度上,核潜艇的战略意义已经超过了航母,这也是中国当年优先发展核潜艇的原因之一。

今年1月,中国第一代攻击型核潜艇和战略导弹核潜艇总设计师黄旭华被授予国家最高科学技术奖。黄旭华荣获“共和国勋章”黄旭华,祖籍广东揭阳,1924年2月24日出生于广东省汕尾市海丰县田墘镇,现为中船重工集团公司第719研究所研究员、名誉所长。1994年当选为中国工程院院士。

“〇九”悄然启动 奉调秘密加入

我国的核潜艇研制工程是在面临美苏核讹诈的背景下,依据毛泽东同志的“核潜艇一万年也要搞出来”的指示于1958年启动的。核潜艇研制工程简称为“〇九”工程,其保密级别甚至高于“两弹一星”,因此在相当长的时间内国内外鲜为人知。当时,黄旭华在上海船舶工业管理局设计二处任潜艇科科长,主持苏联常规潜艇的转让仿制工作。一天,他突然接到电话,上级要求他去北京出差。黄旭华二话没说,拿了几件简单的行李就直接乘车去北京了。到京后他方知事情的大致情况,在被告知接受严格的保密纪律之后,黄旭华义无反顾地加入到核潜艇总体设计组,成为我国核潜艇研制的开拓者之一。

黄旭华

由于严格的保密、资料的贫乏,两手空空的核潜艇研制者们只能从两台美国的儿童核潜艇玩具模型入手展开设计工作。

如何保证核潜艇能依据中央专委要求按时顺利下水?怎样保障核潜艇的技战术性能?这些问题在当时都极大地困扰着以黄旭华为代表的设计者们。

“七朵金花”绽异彩 领衔攻关克

“〇九”工程历经坎坷,不仅遭遇过一段时间的下马,还经受过“左”倾思想的干扰,同时长期经受着文化大革命风潮的巨大冲击。黄旭华在此过程中始终不忘初心,和其他设计者、建设者一道,克服了精神上和生活上的重重困难,殚精竭虑、夙夜匪懈,终于把核潜艇设计的关键技术逐步厘清。在此过程中,黄旭华也因为自己的刻苦努力和技术上的卓越贡献逐步成长为核潜艇总体所的副总工程师、“〇九”工程副总设计师、总设计师。

核潜艇总体建造厂的技术人员在调试我国第一代核潜艇上的设备

上世纪60年代中期,经过若干年的艰难探索,以彭士禄、黄旭华为代表的设计者们将核潜艇研制的关键技术成功总结为七大攻关项目,并将其形象地形容为“七朵金花”。

黄旭华和他设计的核潜艇


第一朵金花

核动力装置——提供水下长期航行的能力

潜艇以核反应堆为动力装置,它几乎不用添加燃料,不需要外界空气,既可以长时间在水面航行,还可以像凶猛的鲨鱼一样长久地潜“伏”在海里等待猎物。

“〇九”工程中核潜艇核反应堆的研制不仅为我国核动力装置在其他运载工具上的运用提供了宝贵的经验,还为我国民用核能的发展奠定了技术基础。

第二朵金花水滴线形艇型及操控设计——决定战术性能的先进性我国一代两型核潜艇的艇型设计经历了长时间的论证与争论,黄旭华为此频繁地辗转全国各地科研机构,做了大量的水池及风洞动力技术试验,测试、比较了常规线型和水滴线型各种性能参数与技术指标。最终,他依据详实的数据与论证取得了聂荣臻元帅的支持,使得我国第一代核潜艇使用了先进的线型方案,确保了第一代核潜艇具有超越美苏第一代核潜艇的战术性能。

黄旭华观测核潜艇艇位

第三朵金花大直径、高强度艇体结构——极限下潜的保证出于战略及战术的作战需要,核潜艇的直径及排水量远超常规潜艇,而且还要追求大潜深,因此对艇体结构强度要求极高。黄旭华带领尤子平、钱凌白、宋学斌等设计师全力攻关,在我国材料科学相对落后的情况下,科学而巧妙地解决了艇体结构设计问题,为后期核潜艇的极限深潜试验取得圆满成功打下了坚实的基础,也获得了国外专家的高度认同。第四朵金花远程水声系统——先敌发现的利器潜艇、尤其是攻击型核潜艇,先敌发现是攻击性能的基本要求,因此对于远程水声系统提出了较高的要求。

黄旭华对水声系统的设计与配套研制高度重视,身先士卒,组织国内科研力量共同攻关,终于解决了第一代核潜艇水声系统的配置与布置方案。

404艇深潜试验胜利,黄旭华归来留影


第五朵金花(鱼雷)武器系统——核潜艇的战斗力

“091”首艇是鱼雷攻击型核潜艇,黄旭华带领设计人员与武器研制部门密切协作,妥善地解决了鱼雷发射控制系统的布置及攻击时核潜艇的战斗姿态控制问题。

第六朵金花综合空调系统——艇员生活生存保障核潜艇需要在大潜深保持长时间潜航,为保证艇员生命安全、保障核潜艇具有较好的战斗力,必须保证艇内工作环境的清新洁净。因此,核潜艇的空调系统不仅要能稳定运行,而且必须具有优异的性能。

黄旭华等设计人员一开始就注重这个问题的掌控,与配套研制机构一道,设计了周密的安全保障与质量控制方案,营造了良好的艇内生活与生存环境。第七朵金花惯性导航系统——水下精确定位的保证核潜艇需要在深海中航行,导航及定位是核潜艇研制的难题之一,常规定位导航系统及设备无法应用于核潜艇之上,只有惯性导航系统能满足核潜艇的研制需求。黄旭华组织设计人员与配套协作科研机构紧密合作、联合攻关,终于在“091”首艇下水之后及时解决了这个关键性技术难题。

黄旭华凝视我国新一代核潜艇模型

通过七大技术攻关,黄旭华等研制设计人员的专业能力得到了极大的提升,同时核潜艇的轮廓与雏形也渐渐呼之欲出。

践行系统论 集成求创新

黄旭华刚加入核潜艇研制队伍就负责总体设计这一涉及全局的工作,成为技术负责人及总设计师后,就主要承担核潜艇的技术抓总工作。在事关核潜艇研制的七大关键技术被攻克之后,如何将其整合为合格的核潜艇武器平台,同时力求实现对美苏等发达国家第一代核潜艇技战术性能的超越成为核潜艇设计研制的又一个核心问题。为此,黄旭华运用了系统论的集成思想,创造性地提出利用现有的常规技术进行合理集成的科学方法,认为只要集成的观念与方法正确,就能让核潜艇的技战术性能达到较为先进的水平,甚至超越我国第一代核潜艇研制的预期目标。

1988年9月15日我国第一代核潜艇研制工程四位总设计师聚于"406"艇前(左起依次为赵仁恺、彭士禄、黄纬禄、黄旭华)

黄旭华对同事说:“大家不要怕搞不了尖端技术。美国的北极星导弹和阿波罗登月飞船,用的大多数都是常规技术,尖端通常不过是常规的综合或者提高。综合不好,即便各个子技术系统都先进,也无法集成为合格的系统平台。综合就是创造,关键是怎么综合见高低!”黄旭华进一步指出,对常规技术的科学集成与综合,就能创建一个新系统,而系统的综合功能大于各构成设备元件功能之和。在以黄旭华为代表的技术负责人所倡导的系统论的指导与激发之下,核潜艇总体设计所的技术人员个个努力、人人争先,各种奇思妙想不断涌现,最终顺利实现了第一代核潜艇武器系统平台的科学集成。“091”首艇下水后的各种试验也证明了我国第一代核潜艇的技战术指标完全达到了预定的目标与要求,且在各种武器设备性能远低于发达国家的前提下,实现了对美苏第一代核潜艇综合技战术指标的大部分超越。

黄旭华出席上海交大建校115周年庆典

就这样,以黄旭华为代表的我国第一代核潜艇研制设计人员,在落后的技术条件下,在动荡的社会环境中,忍辱负重、锐意创新、力克重艰,使我国第一代核潜艇在上世纪70年代初成功下水,并迅速加入人民海军的战斗序列,让我国顺利进入仅有美、苏、英、法建立起的核潜艇俱乐部,成功建立起我国三位一体核战略体系,铸造了国家安全的又一坚固堡垒。