固体火箭推进剂

　　(续昨) 宋：固体火箭推进剂的先进程度，决定了我国的各种导弹的射程。我们的空空导弹如果和美国的同射程，那么要比人家更粗、更长，这就是固体火箭推进剂的差距。二战中V2导弹成功后，全世界的强国都在研制液体导弹，因为它好控制，射程远，反过来忽视了固体燃料。甚至美国第一代舰载导弹也准备以液体推进剂为主流。军舰上还专门改装了液体燃料库，为充灌之用。这样加注过程最快也要两个半小时，危险性也很大。美国不得不转向固体导弹，想装在潜艇上。而此时美国才发现它的固体燃料与液体燃料的研究水平差距很大。当年美国发射“北极星”导弹，在潜艇内必须装下2000千米射程的战略导弹，只能用固体燃料。这种燃料的制造通俗地说，无非是过氯酸氨加铝粉加端羟基聚丁二烯(一种改性人造橡胶CTPB)，但实际上非常难造。洛克希德公司在上世纪50年代拿到这个项目之后，借用了包括大学、研究机构和相关企业在内的整个美国的力量，秘密发展起固体燃料。美国过了这个燃料制造的门槛之后，包括地空、空空、地地、洲际导弹等都用固体燃料，而苏联与之差距极大。D级战略核潜艇的导弹舱巨大，就是固体燃料的差距。固体燃料如改进一些，甚至能提高50%的射程。

　　其它国家中，印度的固体火箭燃料搞得不错。因为它是低纬度地区，利用地球自转可以节省一些燃料，但是它天热，加注时液氧极易挥发，火箭待机过久非常危险。液氢液氧必须处于超低温状态，在热带使用成本高。所以它的导弹在发射台待机时间短，以至于检测等各项工作的时间都受到限制，逼得它必须研制固体燃料。“烈火”、“大地”导弹都是固体的，运载火箭也都是固体的。而中国的“长征”系列连助推器都是液体的，这就是固体燃料方面的差距。你看印度的火箭都特别细长，因为它用这么多固体燃料就够了。液体火箭一般要搞得较粗，因为液氧用一部分后，剩下的会晃动，产生很多稳定性问题。所以要短粗以降低重心。固体燃料必须动用整个国家的力量，一旦过关，小型导弹如空地导弹等也都会受益。

　　固体燃料表面看并不复杂。一部分是过氯酸氨，这是氧化剂。另一部分是改型的烃基橡胶，一般为端羟基聚丁二烯，它是一种粘合剂和缓燃剂，还有就是铝粉。这三种东西里面有很多窍门。比如燃烧速度越快，单位时间产生的气体就越多。再如，燃料颗粒和固体铸型内腔的形状都很复杂，一般我们知道里面像菊花一样的内腔是空的，这样燃烧面较大。固体推进剂中有一些助剂，起着多种多样的作用，大多属技术诀窍，要花大量时间和试验才能调制出来，有些类似石化工业中的催化剂。计算这个腔体截面积的公式也牵扯大量课题。固体推进剂的水平反映一个国家化工的最高水平。没有卓越的领军化学家，特别是高分子化学家、催化剂专家、燃烧理化专家和化学工程专家(否则研究出来也未必能大规模生产)，没有长年的大量实验数据，没有丰富的经验积累，指望短时间的突击是很困难的。如果把固体推进剂突破，会带动中国整个精细化工、火炸药化工、人造橡胶等。芯片是拉动电子工业，复合材料是拉动高分子合成化工等，涡轮叶片是全面拉动冶金工业和应用物理学。

　　直升机与地震救灾

　　宋：汶川大地震发生后，直升机在山区救灾中发挥了巨大作用。尤其是山峡险峻，公路被毁，交通中断的恶劣条件下，直升机是救生的唯一工具。但是，直升机的制造比想像中复杂得多，这里面牵涉着大量摆动、振动、平衡的问题。这些问题只能靠经验，计算机有时也没有用。美国这么多飞机制造商，就只有两家比较大的、成熟的直升机公司。英、法、意大利也都只有一家。直升机的研发必须靠经验，不花够钱和不做够试验，是没法积累这样的经验的。我们国家现在造不了直升机，只能够模仿，就是因为没有经验。四川大地震一下子显出了直升机的重要性。投入抗震救灾的米-8、米-17和“黑鹰”都是进口货。“黑鹰”是上世纪80年代买的，很适合高原使用。你可以算算它飞了多长时间，机件磨损得相当厉害了，再从美国买恐怕不容易。

　　看看直升机的历史就会明白它难在哪里。固定翼飞机是1904年上天的，而1900年时人类就想做直升机了。1939年，西科斯基驾驶他的VS-300升空，这是人类第一架直升机，跨度40年。可见人类对付一个简单的旋翼飞行器所付出的代价。高速旋翼在边沿接近音速或音速的一半时，会产生激波振荡，传至桨毂。旋翼有一个倾斜盘，起前进拉动作用，它是齿轮传动的，高速时也会产生振动。这个振动很难消除。伊格尔·西科斯基是乌克兰人，从12岁起就对直升机有兴趣。他发现直升机要有又轻又强劲的发动机，当他解决不了时，就从法国买了一台发动机，然后自己搞了一套传动系统，不停地试验，一直就在研究桨叶上几个力矩的平衡以及振动如何消除。到1914年，他已积累了很多经验，并利用沙皇的经费搞直升机。十月革命发生后，他到了美国，继续直升机的研究，最后产生了VS-300。作为个人，他有固定翼飞机的经验和直升机的经验，完全参与研制全过程。而我们现在的科研人员一上来就面对高起点的型号，一些设计师搞直升机并非自己从小就有的爱好，又没有足够的钱从最简单的直升机弄起，一上来直接面对很复杂的系统，因而无法积累重要的设计和制造经验，包括各种失败的教训。你只被命令消除系统的问题，而不能独立想想这些系统都根据什么原理在自行工作，同时这些复杂的系统又是如何相互协调工作的。

中国已经开始在四川自行组装俄制米171直升机

　　我们甚至看到了这样一种现象：电子系统的电路一旦设计成功，马上就会被固化，变成集成电路或大规模集成电路。而机械系统进化缓慢，旧的机械仍然在工作，欲想改进，需要极大的热情和长年的无休止的实验和探索。像卡拉什尼科夫自动步枪都半个多世纪了，仍在世界各地使用，而一些新枪在某些方面还拼不过AK-47。

　　其实直升机主要靠经验。它的原理很简单，人类却花了40年才搞出来，就是因为要解决很多实际问题。而我们的研发人员没有直升机的设计历史，一上来就从事复杂的先进直升机项目，比如4吨、6吨、8吨等不同档次直升机的独立研究。因此只能仿制，如自行研制很难处理过程中的各种问题。软件并不能替代一切，很多时候还是要靠经验。米里、卡莫夫等也是靠一辈子的经验才达到现在的状态。我们怎么能用较短时间培养出明星设计师?对于直升机，你不可能一上手就弥合几十年的经验差距。经验和个人实践的积累是别的因素不能替代的，有时光花钱也不行。直升机的价格和使用成本都远比同吨位的固定翼飞机高，使用寿命却较低，油耗也不经济，但打起仗、搞救援却非它不可。使用直升机的数量是一个国家现代化的标志。一些军迷对直升机的研发难度和各种较高费用都估计不足，似乎一大群各类直升机会从天而降，任你随意使用似的。

　　雷达也一样，我们的工程人员一上来就要从最复杂的先进雷达做起，企业也没经验，顶多给你一些雷达的参数和元器件。你没办法把这些变成你思维的一部分来想像雷达工作时的样子。像主瓣、旁瓣这些电波就不能变为活的东西，而只能是一堆公式，一上手就是一堆数据。所以雷达专家也只能局限于某个局部某个部件。这方面完成最好的是俄罗斯S-300的专家。他们-一开始就搞雷达，从简单一直干到复杂先进，各个系列搞得很透。就像我们早期玩电脑和玩网络的那些人，他们具备很多感性的东西。美国贝尔公司专搞小直升机，但玩得很熟。法国也是从搞小直升机起家。这就带出一个问题：复杂系统的设计师怎么培养?是研究生毕业了直接进研究所还是师傅带徒弟?因为中国没有私人研制这些复杂系统的一个机制，所以你只能从课本直接进入高级设计中，而不能从小玩，这样就难产生伟大的设计师。但令人感慨的是歼10的设计人员。他们搞了一个地面电传操纵控制台，把规律摸透了，而且“枭龙”也可共享这个平台，甚至将来搞大飞机的电传，还是这套东西。形成了这套机制，就是良性循环，再怎么玩都行。搞软件的人，搞病毒的人，很多都是玩出来的，这些人都成了大师，因为他们把技术和变化渗入到灵魂，所以在各个领域都能领先。但如果只是横向插入，你只能跟踪，像吉利的李书福是玩造车玩出来的，别人就理解不了他的自信，这也是青少年教育方向的问题。

　　记：您只选这五个领域的原因是什么?

　　宋：整个军工产业体系不是几个尖端项目能涵盖的。我也想谈谈中国造航母和舰载机，谈谈战略潜艇，谈谈五代战斗机，谈谈有源相控阵雷达，谈谈电子对抗和网络对抗，谈谈无人机、卫星、数据链、未来士兵系统、各种新型传感器特别是红外焦平面阵列，谈谈激光武器和电磁炮，谈谈高膛压火炮的制造工艺，谈谈先进生物技术，谈谈C3、C4、CN……说的太多就会让人不得要领，反不知道最重要的是什么，应该怎么做。

　　西方的分析法是把复杂的巨系统分成子系统、子系统，逐一攻破。中国式思维讲究综合，全盘统筹，找出关键部分或关键点。牵一发动全身，破一关开万关。当年张爱萍抓两弹一星，就抓几个关键点，导弹方面就是惯性平台，就是陀螺仪及其计算系统。

　　一架飞机几百万个零件，一台发动机也有上万个零件，除了压气机和涡轮叶片，它还有风扇、进气口、燃烧室、矢量喷管、全权数字控制系统、燃油，滑油系统，起动系统和点火系统。光是燃烧室和涡轮的冷却方法就能牵出一大堆。还有加工技术、工艺、设备，光机匣加工和电子束焊接就能讲不少，而且都涉及发动机性能。都讲只能让读者更晕，所以我砍枝剪蔓，只谈五项。

　　最后我有两点建言。一是要提高组织协调能力。现在一说到现代化，就是说花钱和招标。其实现代化更应注意的，是组织协调能力，这个比研究某一个尖端产品更需要下力气。当年我国搞两弹一星，受文革干扰，那么艰苦，有的专家估算了原子弹出来的时间，认为1964年拿不出来。但那时的协调工作做得特别好，大家集中资源和精力，结果原子弹提前一年拿出来了。

　　第二点是要嫁接其它行业优秀成果提升自己。实际上，一个军工行业要想搞上去，决不是军迷所认为的仅仅弥补科技差距那样简单，它涉及复杂的国情、体制因素。必须具备两点：一是你这个行业要搞好广义公关，另一是要有市场。造船工业就是很好的例子。上世纪70年代时它们的处境也是非常恶劣的，但当时的领导人柴树藩利用香港包玉刚的订单巧妙地走出了困境，现在民船方面几乎都是以国外订单为主，形成了很好的局面。航空业与国外在技术方面的很多差距并非不可弥补，若把别的行业的经验引进来，完全能更快更低成本地提升自己的实力。 (全文完)