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我国第一座高空试车台的建设
□刘宗义
耸立在川西北深山峡谷之中的国家重点建设工程──航空喷气发动机高空模拟试车台(简称高空台),是我
国自行设计、加工、安装的亚洲第一个连续供气的连接式高空台。这是研制航空发动机必不可少的关键试验设
备,可模拟飞行高度最大为25公里、模拟飞行速度最大为2.5倍音速、满足标准海平面状态下空气流量为120公斤
/秒的航空喷气发动机模拟试车的需要。
高空台是一项高科技系统工程,由供气、排气、加温、冷却、测试、控制等复杂的子系统组成,规模庞大,
结构复杂。它占地26公顷,建筑面积3.85万平方米,投资1.8亿元,总装机容量15万千瓦,最大耗气(天然气)
量约7700标准立方米/小时,最大耗水量为18万立方米/日,冷却器换热量2.2×108千卡/小时。它的高空舱、冷
却器及其配套的空压机、冷冻机、干燥器同步电机、变频机、空气加热炉及测试仪器多是国内首次研制的,设备
制造与配套任务十分艰巨,设计更为艰辛。
回顾从1965年开始,高空台建设迄今已度过26个春秋,历经风风雨雨,道路坎坷曲折。但在中央的正确领导
下,在全国人民的大力支援下,经过全体参战人员的艰辛奋斗,已经取得很大成绩,胜利在望!现在,该工程建
设工作已基本结束,处于安装收尾及总体性能调试阶段。整个工程可望于1992年交付国家验收,承担国家新型航
空发动机的试验研究任务。
坚持科学的态度,求实的精神——搞好方案论证和规划布局
60年代初期,中央军委根据有关部门的专家意见,高瞻远瞩,作出决定:中国要建设自己的高空台,改变航
空科研落后的局面。1965年1月,三机部党组作出决定,组建航空发动机研究所,把研究所的心脏──高空台列
为重点建设项目,根据中央加强三线建设的方针,组织队伍到大三线的川西北山区选点。
高空台建设遇到的第一个问题就是三线规划布局问题。它是国防科研重点,既要考虑分散、隐蔽的方针,又
要考虑交通与电、水、气供应条件。通过勘察论证,几经周折,直到1969年才决定高空台在四川省江油县大康乡
松花岭地区建设。但当高空台设计、勘察等工作将要全面铺开时,又遇到一个“拦路虎”。1970年7月,吴法宪
来所“视察”,强令“高空台全部进洞”。水电部为此组建了一个工兵团,开进工地,负责打洞。整整一年,耗
资500万元,任务仅完成6%。事实说明,进洞工程量特大,噪音、湿度难以克服,白白耗费掉大量的建设资金和
时间。林彪反党集团垮台后,空军党委再次审议了高空台进洞布局的问题,1972年2月重新作出在原地洞外建设
的决定,奠定了高空台建设的基石。
在高空台选址布局的同时,总体设计方案也在着手考虑。1964年部组织了5个航空院校的12位专家,对高空
台总体规划进行论证。他们从我国航空科研的实际需要出发,对高空台试验的对象、范围、气源、流量等进行调
研论证,提出了比较切合实际的方案。1965年4月,航空研究院又组织国内知名的专家对设计方案进行会审,基
本肯定了总体方案。
高空台的技术设计是从零开始的。百余名担负设计任务的科技人员,在既无完整的技术资料,又无实践经验
的条件下,凭着零星破碎的技术资料与不完全的感性认识,运用自己的才智,开始了设计工作。他们对尚未掌握
的高空台各个子系统,按照“一切通过试验”的原则,组织了近百人参加的试验队伍,对压气机抽气性能、排气
扩压器性能、排气系统性能、变频启动、特种材料等9个技术关键进行试验或模拟试验。1965年开始,他们从编
制试验大纲起,设计试验件,组织加工和试验。经过200个日日夜夜,取得成千上万个数据,得到了科学参数,
为设计提供了可靠依据。1971年,他们经过多次锤炼,终于完成了除冷却器、加温器外的一期工程设计。
从1967年到1972年,在定点布局上排除了一次又一次的干扰,在总体方案与技术设计上突破了一个又一个难
关,终于奠定了高空台建设的基础,确保了高空台建设的顺利进行。
坚持独立自主、自力更生、走全国大协作的道路
1958年,我国就曾进行过建设较为简易的高空台的尝试,但由于经济实力、科技水平的限制,没有成功。到
了60年代中期,我国国民经济虽然得到恢复,但经济实力和科技水平还不是很高。建设技术高度复杂的高空台,
单靠航空工业一家是不行的,必须走全国大协作的道路。 高空台技术设计是由航空专业设计院(四院)为
主,624所派人参加,共同进行的;是由设计方与使用方在航空院校以及有关专业设计院(化工、水工、电力…
…)配合下,以全国大协作为前提完成的。高空台的工艺和设备设计是由四院转交624所承担的。但是,技术复
杂的工艺和设备系统设计,任务十分艰巨,而承担设计的人员,多是1965年刚从院校毕业的学业。他们没有见过
高空台,没有完整的技术资料,设计工作只能从零开始。然而,大家怀着振兴航空工业、报效祖国的雄心壮志,
走出去调研、试验,请进来咨询、会审,边学习边设计。他们在实践中采用由地面试车和飞行试验引申提出模拟
高空试验的方法,取得了基本设计参数。经过4个年头的努力,完成了高空台除后冷却器部分外的工艺和设备设
计。
高空台主体与配套设计的加工,也立足于国内,自力更生,全国大协作。国家计委组织全国机电重点工厂大
协作,完成了极其复杂的大型精密关键设备。这些设备倾注了中国工人阶级的心血和智慧。如长23米、最大外径
4.3米、重180吨的高空台核心主体──高空舱、是由第二重机厂、东方电机厂和东方锅炉厂联合制造的。高空舱
必须焊接,由于板厚,又是特钢,所以焊缝要达到一级,而且要内外连续接焊。东方锅炉厂的工人为了保证焊接
质量,冒着酷暑,轮流进舱,歇人不断焊,连续8天8夜,焊缝作业长达5600米,耗用焊条7.8吨,硬是攻下了难
关,焊缝经透视检查,全部合格。
高空台关键子系统排气冷却器长81米,最大外径7.7米,总重1500吨,投资2500万元。因工况条件特殊
(1727℃的燃气急冷到50℃),采用特钢焊接结构,焊缝总长25公里,关键处要求一级焊缝,筒体几何尺寸不圆
度要求小于2‰,母线不直度小于2毫米,长度方向安装孔16组342个、间距误差小于2毫米,技术难度很大。某些
发达国家对我国自行加工冷却器曾表示怀疑。但高空台的建设者──以兰州石化机械厂为主体的制造工人、技术
人员和领导干部,在四院和冶金、焊接、建工、机械等10几个专业单位的协作支援下,在624所的积极配合下,
不畏艰难险阻,自力更生加上大协作,啃下了这块硬骨头,长了中国人民的志气。
1974年,高空台第一期工程所需设备陆续运抵现场。1975年正式投入安装。1977年冬安装就绪,紧接着进行
了联合运行直接“排大气”试验,一次成功。1989年,第二期工程冷却器试压也一次成功,大大鼓舞了高空台的
建设者。
坚持“改革开放”方针——把高空台建设推向新高潮
1978年,由于国民经济调整,决定高空台缓建。此后5年内,我们认真贯彻国家“以安装代维护”的方针,
坚持建设队伍不散,建设工作不停。将已到现场的设备先行安装以代维护,只用少量安装费完成千余万元工作
量;对已安装的供气系统又组织调试,做到项目缓建工作不停,既赢得了时间,又维护好了设备。这样,不仅保
护了高空台建设者的积极性,而且争得了由于缓建失去的部分时间,得到部委领导的赞扬,同时为高空台续建决
策提供了依据,铺平了道路。
1983年底,国家计委批准高空台二期工程续建。二期工程的核心是排气冷却器,它是高空台中技术最复杂,
制造、安装难度最大的项目。
排气冷却器由10个大型的、形态和工况不同的换热段和消音塔组成,其主要功能是把发动机高空模拟试验排
出的高温、高速燃气从1727℃冷却到50℃,恢复一定压力,以便排入大气。它的建设关系到高空台的总体性能。
改革开放以后,国家也开始对建筑业和基建管理体制进行改革。624所借改革的东风,在高空台建设上,实
行“项目承包”、“目标管理”、“招标投标”等改革措施。一是所向部签订高空台二期建设承包(保质、保时
交付)合同,二是所对建设工程实行目标(投资、质量、工期)管理,分项招标,择优确定施工承包单位。冷却
器的制造安装相当复杂,工厂加工难,总体组装难,现场安装难,加工更难,制造、组装、安装三个环节密切相
关,难以截然分开。四川省建筑总公司在对工程设计进行分析后,采用跨行业联合的战略,与制造单位兰州石化
机械厂联合投标,总公司总包,承担基础与上部建筑及安装,并负责协调。这些办法调动了各方面的积极性,按
时完成了冷却器制造安装任务,工程造价低于原指令计划下达造价3%,工程成本年平均上升率只有全国平均上升
率的50%,工程质量被评为省优,制造安装工艺获四川省技术进步一等桨。
1989年7月,冷却器系统安装试压合格。它标志着高空台建设已胜利在望。
坚持两个“三结合”——加强领导,精心组织
高空台建设作为一项系统工程,其本身就是一个大型的科研项目。在建设过程中,组织、领导是严密的、坚
强的。上有国务院、军委的决策,有国家计委、建委、国防科委等部委组织领导,安排投资,组织设备、材料加
工,成套供应;还有部、院领导组成领导小组,组织设计和部内协调。省、市领导组成地方领导小组,安排建筑
安装施工力量,协调解决征地、交通运输问题。高空台建设各方在省、市领导下成立了现场指挥部,协调高空台
现场建设的具体工作,对现场实施不间断的领导。从北京到成都,从成都到现场,各级领导精心组织,保证了高
空台建设。
624所党委在建设工作伊始,就强调走设计单位、使用单位、施工单位三结合与工程技术人员、领导干部、
工人三结合的道路,以集思广益、协调配合。如高空台设计初期的9项试验,是由设计(四院)、使用(624
所)、施工单位密切结合完成的;高空舱、冷却器的加工与安装,设计、使用单位均派技术人员、干部到现场,
协调工作,共同解决技术难题。两个“三结合”使建设单位内部与建设的各方组成了一个相互协调、密切合作、
有战斗力的总体,保证了高空台第一期工程一次安装、调试成功,第二期工程质量优良,一次试压成功。
坚持艰苦奋斗,无私奉献
随着高空台的成长壮大,一支默默奉献的科学之旅也在成长,他们的业绩镌刻在高空台上,光彩耀人。
高空台创建初期,一大批刚离校门的知识分子和从厂所抽调的科研人员、干部和工人,血气方刚,怀着一颗
颗赤子之心,为振兴航空科研事业,从北京、成都、沈阳、西安、上海、哈尔滨等大城市汇聚到松花岭下。他们
用勤劳的双手和智慧的汗水,绘制着美好的建设蓝图。他们的青春在奋斗中闪光,理想在拼搏中描绘。星移斗
转,岁月悠悠,26个春秋的山风染白了他们的双鬓。他们的子孙也喝着平通河水长大成人,有的已上岗接过父辈
的事业或与父辈并肩战斗,为高空台的建设出力流汗。
当年,在战争烽火中经过千锤百炼的老干部、老战士,还有老一代知识分子,也应召从北京、沈阳等地来到
平通河边。如老所长苗逢润等,他们率领职工,头顶青天,脚踏荒原,住草棚,喝“糊糊”,劳动建所,艰苦创
业。他们翻山越岭,立杆架线;他们挖泥制砖,拌灰打墙;他们抬圆木,挖基坑。又如技术副所长董绍庸,是航
空发动机行业的知名专家,1965年毅然离开北京来到山区,就一心扑在科研上,描绘着高空台的规划蓝图,不计
条件,不讲报酬,一心一意只盼高空台的早日建成。而今,老一代创业者,有的已经离休,有的已鞠躬尽瘁,魂
归故里,但他们用奉献精神所谱就的奋进之歌仍在松花岭的青山郁岭间回荡。
行百里者半九十。高空台基本建设已进入尾声,配套、联调与承担研制任务的准备工作正在积极进行,但困
难还很多,任重而道远。高空台的建设者们自力更生,艰苦奋斗,已经奏响了一支又一支“大力协作,无私奉
献”的高空台建设之歌,下一个十年还将谱写高空台腾飞之歌。
(本文作者系航空燃气涡轮研究所副所长,高级工程师)
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