1958年我参加了研制北航55号,当时先后已经有北航1号至5号等多个型号研制任务。由于保密的关系,参加各型号人员之间互相都不过问。为什么叫北航55号,是院科研处的事,但我猜想可能与型号规模大小有关。北航55号的任务,就是根据空军提供的美国红外线制导响尾蛇导弹的残骸,进行恢复仿制。在帝国主义全面封锁,既无完整的实物又无设计资料的情况下,其困难程度是可想而知的。我是二系(后来的三系)电气设备专业四年级学生,面临即将做毕业设计(当时本科学制为五年)。由于参加研制北航55号,“耽误”了毕业设计。而实际上,我虽然未参加毕业设计答辩,却是用了三年时间,以参与完成北航55号的研制工作,出色地完成“毕业设计”的。
北航55号成立了专门机构,设有总体、制导、动力、控制、电气等小组。当时需要电机设计人员,何培龄是我班党支部书记,我是总干事(班委会由总干事、学习委员、文体委员、生活委员组成),而且是班上年龄最大、工作过四年的调干生。因此就抽调我们二人参加北航55号的研制工作。孟宪仲老师是我们专业教研室副主任,他拿来一块响尾蛇导弹残骸,根据残骸上一个烧痕,分析这是该导弹的心脏部分发电机的部位,应该是一台涡轮驱动式的永磁发电机。我们的任务就是根据这个烧痕所限定的尺寸,设计出一台导弹所需功率、体积、重量等要求的永磁交流发电机。 当时没有计算机和互联网,唯一能查询资料的地方就是图书馆和资料室。我们查询了国内外相关资料,没有得到有价值的收获,倒是苏联专家开设的一门电机设计方面的课程,提供了一本《永磁电机》讲义,其中介绍的各种永磁电机,有一种反应式永磁电机,它是利用磁导的变化使电机发电,这个原理符合我们的要求,于是确定根据这个原理,设计一台反应式高频永磁交流发电机。 我们学习过电机设计课,知道电机设计的一般原理。如果做毕业设计,我们可以根据书上给的设计程序和参数,很方便地完成设计任务。但是,我们现在的设计不是纸上谈兵,而是一台具有特殊实用价值,真实的高频永磁交流发电机,纸上谈兵的设计是没有意义的。我们对书上许多理论数据,必须重新探索其实际值,为此就要进行许多试验。 所有电机设计程序中,都规定了有长时工作制电机,短时工作制电机,重复短时工作制电机。所谓长时工作制,就是电机启动后其发热引起的温升(电机温度与环境温度之差)达到稳定值而不使电机烧毁,如电风扇之类的电机;短时工作制就是温升未达到稳定值即停止工作,然后冷却到环境温度,如各种启动用电机;重复短时工作制,则介于二者之间。为了充分利用材料,减小体积重量,不同工作方式的航空电机,其设计热负荷是不同的。通常长时工作制电机体积重量都比较大,短时工作制电机体积重量都比较小,但北航55号作为空—空导弹用发电机,其工作时间以秒计算,最多不超半分钟。在这种情况下,各种绝缘材料和绝缘导线等该如何选取,书上是没有的,必须经过试验,看它能承受多大热负荷。试验表明,热负荷为2-3A/mm2时是安全的;热负荷为5A/mm2时,导线虽未烧断,但其度已极其烫手;当热负荷为10 A/mm2时,不超2、3秒钟导线会冒烟、烧红而熔断。根据试验我们选用了最为高级的绝缘导线和绝缘材料。 满足体积小重量轻的要求,必须选用高能磁钢,一般说磁钢是很难机械加工的。经过反复计算和比较,我们选用了当时磁能级最高的一种新型磁钢,其磁能曲线接近矩形,而且加工也较容易,是理想的永磁材料。为了得到这种永磁材料,我们在全国范围查询,最后与某厂方合作研制出所需规定性能、规定尺寸的磁钢。我们终于设计出符合导弹用,重量仅仅大约0.25KG的一台微型反应式高频永磁交流发电机。然而,以一台比鸡蛋大不了多少的发电机,却要为整个导弹提供那么大功率的电能,与平常的观念比较,真有点离谱,作为设计者,我们自己都感到吃惊! 如果是毕业设计,到此也就完成了设计任务。可是,我们必须拿出真实的样机,也就是说,我们的设计任务只不过刚刚完成一半。接下来设计图纸要拿到工厂去加工,每个零件的图纸,不仅要画出其形状尺寸,而且还要给出所用材料、加工方法、表面处理、热处理、硬度、公差与光洁度等技术要求,这就与纸上谈兵的毕业设计不同了。我们不但在图纸上按实际需要慎重注明各项要求,还要到工厂加工车间去解决一切加工中的问题。因此,我们要到有关协作单位去出差。这时何培龄在完成理论设计任务后,撤出回班工作,出差的任务就落到我一个人身上。这段时间我多次出差,在西安某厂一住就是一个月。有一次北航55号需要一种高速航空轴承,仅凭一纸调拨提货单派我到山东青岛某空军仓库去取。我乘火车到青岛该仓库取到轴承一看,该轴承直径仅为现在一分钱硬币那么大,一盒轴承装在钱包里还有富余。但是,不要以为它那么小,只要是北航55号需要,我就必须远赴青岛走一遭。 全国一盘棋的优越性,使得我们的试制加工不论到哪个工厂,都能作为紧急特殊军工任务下到车间,以最快速度加工完成。因此,在比较短的时间内,完成了样机试制,并可以参与制导部分的联合试验。为了发电机的安全,试验时必须使用两台强力吹风机对其吹风冷却。三机部某院和空军,作为承制和使用方,这时都派代表到北航来加入研制工作。经过反复修改和试验,终于完成达到设计要求的反应式高频永磁交流发电机样机,并把全部图纸和设计资料,移交给该院和军方。北航55号其他各组也先后做了移交,以为下一步导弹的定型和批量生产做准备。此后,又经过一段时间,我国空军就拥有了红外线制导霹雳型空--空导弹,为空军保卫领空,反对侵略,保卫世界和平,增添了一种既有威力又很先进的武器。 回想那个时候,所有参加型号研制的人,那种艰苦奋斗精神,团结协作精神,认真负责精神,一丝不苟精神,争分夺秒精神,不计名利无私奉献精神,总之那种忘我的爱国主义精神,什么时候想起来都会心潮澎湃,精神振奋。与此同时,我作为即将毕业的学生,历经三年,完成一次真刀真枪,真正理论联系实际的“毕业设计”,经历一次无愧于那个时代,终生难忘的锻炼。
(文/李光月)