我国飞行器控制技术专家曾广商：心向太空舞(图)

　　曾广商，1935年生，湖南长沙人。中国工程院院士，飞行器控制技术专家，中国航天推力矢量伺服控制技术主要开创者。1959年毕业于北京航空学院自动控制系。现为中国运载火箭技术研究院科技委顾问、长征航天控制工程公司高级顾问。　　曾广商从上世纪50年代末开始从事火箭飞行控制执行技术研究，在该领域不断取得突破。他主持研制了用于弹道导弹和大型运载火箭推力矢量控制的16种伺服机构系统，以及百余种适宜于集成化、整体化和机电一体化的伺服动力、控制、测量器件。将控制技术、火箭发动机技术和微电子技术融于一体，使我国推力矢量伺服控制技术推进到世界先进水平。曾获国家科技进步奖特等奖3项，二、三等奖各1项；获部委级科技进步奖一等奖8项，二等奖9项。　　青春无悔“长征”路　　1958年，毛泽东指出：“我们也要搞人造卫星！”“搞一点原子弹、氢弹、洲际导弹，我看有十年功夫是完全可能的。”1959年，曾广商响应国家的号召，怀着满腔的青春热情和一颗赤子之心，从北京航空学院毕业后投身到了神秘的国防部第五研究院一分院第一总体设计部，开始涉足处于创业期的航天伺服技术领域。　　1959年底，曾广商投身航天，被分配到国防部五院一分院工作。如何在太空中控制火箭的飞行，是这个小伙子所从事专业的主要内容。他的第一个任务是到工厂锻炼。在那里，他专心改进设备，提高效率，促进了任务的完成。同时，他深深感到资料空缺的不足，于是在回到研究院后，他潜心研究总结了一套分析与设计方法，并验证和深化了所提出的理论设计思路。不久，因为和有关单位一起迅速解决了一次故障，曾广商被荣记二等功和三等功，挑起了技术的大梁。　　舵机和燃气舵，是我国早期导弹和火箭上的重要部件。在火箭发动机喷口设置耐高温、耐冲刷的燃气舵，用舵机按电指令转动它，由高速燃气流产生对火箭的操纵力。这，便是早期控制导弹、火箭飞行的基本思路。但应该看到，燃气舵的操纵力比较小。要发展我国大型运载火箭，其支撑性关键技术之一，就是飞行控制执行技术上的新突破。深一步讲，就是以摆动整台火箭发动机或其喷管为代表的推力矢量控制技术。它能够产生巨大的姿态操纵力矩，基本无推力损失，在航空航天技术上具有里程碑意义。但这是一项极敏感的技术，无从引进，只有自力更生。　　曾广商受命负责开发让能够摆动的发动机快速、精确、可靠定位的伺服控制技术。大型液体火箭发动机是一个复杂体系，单是超大的功率就会引发许多意想不到的后果——曾有3根杯口粗的钢管因谐振而一齐断掉。曾广商深入研究了大型液体火箭发动机的摆动特性，负责研制成功了有关的仿真设备，同时揭示了许多相关机理。当时，国内没有可以拿来直接用的伺服器件，他就主持研制了配套所需的伺服控制、动力、测量器件。那时国际上航天电液系统正向集成化方向发展。曾广商融会贯通，负责研制成功国际上首例10千瓦级完全整体式动压校正电液伺服机构。此项产品结构紧凑，装卸与维护显著简化，使用性能更是十分良好。与此同时，与推力为吨级的发动机配套的电液伺服机构也在曾广商主持研究下顺利诞生。　　1969年，发动机喷射的耀眼光柱在试车台壮丽地摇曳起舞，那是令曾广商和同事们终生不忘的情景。不久后，火箭带着震耳的轰鸣声，在绚丽的火光中稳稳地升起。　　1980年5月18日，我国第一枚远程导弹向南太平洋预定海域飞行试验成功。　　我国终于有了抗衡国际霸权主义核威胁的还手之力。　　在长征系列火箭研制过程中，曾广商曾两次被荣记一等功，成为部级劳动模范，并获得国家科技进步奖特等奖等多项奖励。长期忙于工作的他32岁才结婚，35岁有了唯一的孩子，38岁结束夫妻两地分居的生活。而人到中年的他已由初进航天时一个不无稚气的学生，变为了一位两鬓微霜的学术引领者。　　1999年9月18日，党中央、国务院、中央军委授予23名科学家“两弹一星”功勋奖章，曾广商也作为有突出贡献的专家代表受到接见。合影时，他荣幸地被安排到前排就座。曾广商并非火箭总设计师、高层领导，但在这一活动中，他深切地感受到了党和国家对一个专家的尊重。　　心血缔造神奇事　　庄子《逍遥游》篇云：“北方有鱼，其名为鲲。”“化而为鸟，其名为鹏。”“鹏之徙于南冥也，水击三千里，抟扶摇而上者九万里，去以六月息者也。” 比之古代神话中令人浮想的神奇，当今时代航天人不畏艰难精心打造的大型运载火箭蕴含了更多故事，更多情感。在曾广商和他的同事看来，火箭力冲九霄的情景正是航天人用心血缔造的神奇。　　到上世纪80年代中期，我国长征火箭已成系列。由于通信卫星等需求日盛，容量与寿命要求激增，卫星也就愈大愈重，国家决定加快发展运载能力更大的长征三号甲、乙、丙系列运载火箭，其地球同步静止转移轨道运载能力目标分别是2650公斤、5100公斤和3800公斤，而它们的“兄长”长征三号火箭的运载能力仅为1600公斤。　　研制长征三号甲系列运载火箭需要攻克36项新课题，其最关键的四大技术之一，就是实现两台氢氧发动机全轴推力矢量控制的伺服机构系统研制。上级确定，该项目由曾广商负责。　　在火箭的末级，可谓一两值千金，仪器轻一公斤，卫星就可重一公斤。推力矢量控制系统是能耗相当大的箭上仪器，它的能源方式及功率重量比至关重要。　　针对旧的能源方式，曾广商大胆提出了一种新方案，一种对氢氧发动机影响最小的综合利用能源的方式。用这个新方案研制成功的氢气—液压能源电液伺服机构系统属国际首创，在地面用电驱动，在发射前用氦驱动，在空中用氢驱动，并能自由安全切换。由于利用氢能等特点，较之国外以电池为能源的同类产品，曾广商的这个系统，功率重量比高出了10倍。　　研制过程可以说困难重重：气动机总是干磨卡死，配偶材料很难筛选出来，接着又有二次启动困难，定子出现微小裂纹，寿命满足不了需要等等问题。氢气试验有爆炸危险，试验点只得设在试验站山顶旷野的开敞棚子里。曾广商一班人在那里经历了几度严冬酷暑和无数夜以继日的奋战。就在火箭即将首飞的时候，还出现了氢氧发动机推力矢量控制试车停摆的问题。当时已在飞行试验基地的曾广商星夜驰返，在查阅了历次试验的大量数据，仔细分析了各种可能机理后，采取了针对措施，消除了隐患。　　1994年2月8日，长征三号甲运载火箭首飞成功，迄今为止每一次发射都取得了成功，其综合技术性能达到国际一流水平，成为我国推向国际市场的主打火箭。　　庄子曾引喻“抟扶摇而上者九万里”。有趣的是，长征火箭以它的巨大运载能力承担发射时，九万里已不是难以企及的高度了。曾有人说，现代高科技更加体现出与人文、艺术结合的特点。火箭腾空，鲲鹏展翅，谁能否认这些铸箭人是一个创造美丽、创造奇迹的群体呢？　　路漫漫其修远兮　　在中国工程院院士画册中，曾广商在自己的那一页中写下这样一段记忆：“记得儿时有一首民歌唱道：‘走不到的天边哟，走不尽的草原，草原过去是天边，天边底下是草原！’说的是路漫漫其修远，人生如是，学问如是。”　　的确，曾广商埋头于事业，上下求索的故事贯穿一生。　　他带领一班人马，使航天伺服控制技术跨上一个又一个台阶。由仿制小功率电动液压舵机起步，接着是以10千瓦级动压校正整体式电液伺服机构为代表的电反馈式产品，然后是机械反馈式第二代电液伺服机构，继而又攻克了机电液一体化伺服机构与系统难关，世纪之交，用于载人航天工程的整体式三余度甚至四余度高可靠伺服系统技术更显示了不凡的力量。其间，伺服机构的能源方式也有了明显进步。从小功率电动液压能源或发动机机械传动能源，到一二级能源分别采用液体发动机毒性燃料和液动机泵，紧接着一二级能源又进步为低温氢气和气动机泵，目前的电子校正伺服机构系统已采用先进的固体高温燃气和超高速涡轮泵作为一二级能源。他带领的这班人马，将火箭发动机技术、控制技术、微电子技术和信息技术融于一体，聚集火工、流体、精密机械、电机电器、传感器和计算机等技术，把中国航天伺服控制技术推进到了世界先进水平。　　创新，意味着压力。“老曾，你是一个型号一种新东西嘛！”这句话他常听到。当然，在许多情况下，这句话是鼓励，是肯定。但在论证、立项和遭遇挫折时，他也体味出了一种疑问。他曾几次陷于久攻难克的境地。调度系统一再开会，领导几次亲临现场，会诊，汇报……那份焦急，外人难以体会。他坚信自己所做的是航天型号发展的现实需求和未来牵引。也许是心底无私天地宽，他具有了一种坚韧的承受力。他告诫团队也勉励自己：别在50公里竞走的最后几百米因浮躁而犯规，也不要做马拉松比赛倒在半程的悲剧英雄，“行百里者半九十”，坚持就是胜利。曾广商不怕吃苦，他的团队也练就了不言苦的特点。他有“凝聚”、“镇定”、“鼓动”的人格魅力，总能想出新点子，也善于集思广益。这些，帮助他闯过了一个又一个难关。　　曾广商十分注重专业队伍建设。在他的积极努力下，这支队伍不仅完成了伺服控制的系统集成任务，还进行了伺服一次能源的开发，以及推力矢量控制结合部的研究。这样的大跨度有机融合，使他们快速开发出精湛的一体化高精尖产品。　　曾广商年过六旬之时，长征航天控制工程公司在各级部门的支持下成立了，这家公司集合了与火箭伺服控制技术有关的研究所与生产厂，使得中国的火箭伺服控制技术迎来了又一个发展机遇。　　今年，曾广商院士刚刚年届古稀，他还在不停地忙碌着。“老骥伏枥，志在千里。烈士暮年，壮心不已。”带着一份执著，不曾懈怠的他仍将与他的事业共同向前。　　采访印象　　采访之前，记者查阅了曾广商从事的技术领域，不禁心存“敬畏”——“推力矢量控制”、“伺服机构系统”等等词汇，对于我这样一个门外汉来说，太专业了。采访伊始，曾院士又以一个不同寻常的开场白“迎接”记者：“采访我其实是一种负担。伺服机构系统只是火箭的一个局部，远离人们视线，不易理解……况且已有很多人为这种技术而努力，我只是尽我的责任而已。”　　此前听说“曾广商是一个很有个性的人”，果然不假。　　“你知道如何操纵火箭的飞行吗？火箭一旦飞出大气层，就像希腊神话中大地之子被赫拉克拉斯举在空中而丧失神力一样，它的飞行控制要执行就得另辟蹊径，其中主要的技术途径就是推力矢量控制。你知道吗？西方大国将推力矢量控制技术列为第一类严禁扩散的六个项目之一……”　　对门外汉的“科普”刚刚开头，记者就感受到了一个老人对他事业的情感在言词中不经意地流露，那神情，像一个孩子。　　这，就是记者和曾广商接触的开始，也让我深深地记住了他。（嘉柏） 转 自：《中国航天报》