7A的設(shè)計(jì)藍(lán)圖在繪圖板上徐徐展開(kāi)，從頂端的探針、儀器艙、測(cè)風(fēng)回收艙，到五段式箭體結(jié)構(gòu)，再到火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、分離器、助推器及尾翼，每個(gè)部件都經(jīng)過(guò)反復(fù)推敲。
相較于原型T-7，T-7A的改進(jìn)是顛覆性的，其中最引人注目的便是首次采用鋁蜂窩結(jié)構(gòu)尾翼，這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)旨在減輕主火箭結(jié)構(gòu)重量，讓助推器與主發(fā)動(dòng)機(jī)的能量得到更充分釋放，從而大幅提升火箭性能。
消息傳到王北海耳中時(shí)，他正蹲在實(shí)驗(yàn)室角落，擦拭著從老港灘涂回來(lái)后一直帶在身邊的檀木骨灰盒，大黃的遺愿已了，但兄弟三人約定的航天夢(mèng)，還需要用更多的突破去踐行。
“北海，王總工讓你去會(huì)議室一趟，尾翼結(jié)構(gòu)攻關(guān)組缺個(gè)技術(shù)骨干。”老壇的聲音打斷了他的思緒。
王北海起身將骨灰盒小心翼翼地放進(jìn)工具箱，拍了拍身上的灰塵，眼神瞬間變得堅(jiān)定。他知道，這是一場(chǎng)硬仗。鋁蜂窩結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)航天領(lǐng)域尚無(wú)應(yīng)用先例，相關(guān)資料匱乏，一切都要從零開(kāi)始。
走進(jìn)會(huì)議室時(shí)，王希季正對(duì)著一張草圖眉頭緊鎖，桌上攤著幾份泛黃的國(guó)外文獻(xiàn)摘要。
“北海來(lái)了！”王總工抬手指了指身邊的座位，“你看看這個(gè)鋁蜂窩結(jié)構(gòu)，我們要在尾翼上實(shí)現(xiàn)它，減重目標(biāo)是30%，同時(shí)保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不低于原有鋼制尾翼。”
王北海接過(guò)草圖，指尖劃過(guò)蜂窩狀的剖面結(jié)構(gòu)，大腦飛速運(yùn)轉(zhuǎn)。他想起在蕃瓜弄宿舍時(shí)，大黃曾拿著蜂巢給他們演示過(guò)六邊形結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，當(dāng)時(shí)只是隨口閑聊，如今卻成了關(guān)鍵的技術(shù)靈感。
“王總工，六邊形結(jié)構(gòu)的抗壓性和輕量化優(yōu)勢(shì)明顯，但加工難度太大了。”王北海指著草圖說(shuō)道，“我們沒(méi)有專(zhuān)用設(shè)備，得想土辦法解決成型和固化的問(wèn)題。”會(huì)議室里的設(shè)計(jì)人員紛紛點(diǎn)頭，大家都清楚，在物資匱乏、設(shè)備簡(jiǎn)陋的條件下，要造出符合要求的鋁蜂窩夾層尾翼，無(wú)異于平地起高樓。
王總工點(diǎn)了點(diǎn)頭說(shuō)道：“所以把你調(diào)過(guò)來(lái)，就是要你牽頭解決加工工藝的難題。需要什么支持，盡管提。”
王北海沒(méi)有立刻回答，而是帶著幾名技術(shù)人員直奔車(chē)間。他深知，紙上談兵解決不了問(wèn)題，必須在實(shí)踐中摸索。首先要解決的是蜂窩芯的成型，設(shè)計(jì)要求用鋁箔條壓制成半六角形，再拼接成完整的蜂窩結(jié)構(gòu)。
車(chē)間里只有一臺(tái)老舊的滾筒機(jī)，精度根本達(dá)不到要求，王北海盯著機(jī)器琢磨了兩天，突發(fā)奇想：在滾筒表面刻上對(duì)應(yīng)的半六角形凹槽，通過(guò)調(diào)整滾筒間距，逐步加壓，或許能讓鋁箔條形成規(guī)整的形狀。
他帶著鉗工師傅一起改造設(shè)備，用鋼銼一點(diǎn)點(diǎn)打磨滾筒凹槽，每打磨一次就用鋁箔條試壓一次，手上磨出了血泡也渾然不覺(jué)。經(jīng)過(guò)三天三夜的反復(fù)調(diào)試，終于成功壓制出第一批半六角形鋁箔條。可新的問(wèn)題又出現(xiàn)了，如何將這些鋁箔條精準(zhǔn)拼接并固化成型？王北海想起大黃家晾曬海產(chǎn)時(shí)用的竹編筐，那些交錯(cuò)的紋路給了他啟發(fā)。他提議用細(xì)鐵絲做成框架，將鋁箔條按順序排列，再用膠粘劑固定。
但膠粘劑的選擇又成了難題，普通膠水粘性不足，高溫固化膠又需要專(zhuān)用烘箱。王北海四處打聽(tīng)，終于從附近的化工廠借來(lái)一批環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑。為了保證粘合效果，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)反復(fù)測(cè)試不同的涂膠厚度和固化溫度，車(chē)間里的烘箱成了他們最常待的地方，溫度高得讓人汗流浹背，每個(gè)人的工作服都被汗水浸透，卻沒(méi)人叫苦叫累。
拼接好的蜂窩條需要疊合固化，王北海想到了用發(fā)卡固定，這種常見(jiàn)的生活用品，剛好能提供均勻的壓力，防止蜂窩條在固化過(guò)程中變形。他們收集了基地里所有女同志的發(fā)卡，足足湊了數(shù)百個(gè)，將涂刷了膠粘劑的蜂窩條層層疊合，用發(fā)卡逐一固定，再小心翼翼地放進(jìn)烘箱。溫度控制是關(guān)鍵，王北海守在烘箱旁，每隔十分鐘就記錄一次溫度，根據(jù)蜂窩條的固化情況不斷調(diào)整，眼睛熬得布滿血絲，直到第一批蜂窩條成功固化成型，他才松了口氣。
可固化后的蜂窩芯質(zhì)地松軟，無(wú)法直接加工。王北海查閱資料得知，國(guó)外常用低溫固化劑填充蜂窩芯以增強(qiáng)硬度，他結(jié)合基地現(xiàn)有條件，提出用樟腦液灌注的方案，樟腦液在常溫下能快速固化，且固化后易于去除。這個(gè)想法遭到了部分人的質(zhì)疑，擔(dān)心樟腦液會(huì)影響蜂窩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。王北海沒(méi)有退縮，他做了一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)，將灌注樟腦液和未灌注的蜂窩芯分別進(jìn)行抗壓測(cè)試，結(jié)果證明，灌注后的蜂窩芯硬度大幅提升，完全滿足加工要求。
灌注過(guò)程同樣充滿挑戰(zhàn)，樟腦液容易揮發(fā)，必須在密封環(huán)境下操作。王北海帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)用塑料布搭建了簡(jiǎn)易密封棚，將蜂窩芯固定在工作臺(tái)上，用注射器緩慢注入樟腦液，確保每個(gè)蜂窩孔都被填滿。待樟腦液完全固化后，他們用銑床對(duì)蜂窩芯進(jìn)行加工，控制厚度精度在 0.1毫米以內(nèi)。王北海親自操作銑床，雙眼緊盯著加工面，手上的動(dòng)作精準(zhǔn)而穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)數(shù)小時(shí)的精細(xì)加工，我國(guó)第一塊符合火箭尾翼要求的鋁蜂窩芯終于誕生了。
接下來(lái)是尾翼的整體組裝，王北海提出采用“三明治”結(jié)構(gòu)，將蜂窩芯夾在兩層鋁合金薄板之間，通過(guò)膠粘劑粘合后再次固化。為了保證粘合的牢固度，他設(shè)計(jì)了專(zhuān)用的加壓裝置，用螺桿和壓板對(duì)尾翼進(jìn)行均勻加壓，同時(shí)嚴(yán)格控制固化溫度和時(shí)間。在組裝第一片尾翼時(shí)，由于膠粘劑涂抹不均，出現(xiàn)了局部脫膠的情況。
王北海沒(méi)有氣餒，他拆開(kāi)尾翼仔細(xì)分析原因，改進(jìn)了涂膠工藝，采用毛刷和刮板結(jié)合的方式，確保膠粘劑均勻覆蓋每個(gè)接觸面。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，四片完整的鋁蜂窩結(jié)構(gòu)尾翼終于試制成功，稱(chēng)重結(jié)果顯示，每片尾翼重量較原有鋼制尾翼減輕了 35%，遠(yuǎn)超預(yù)期目標(biāo)，且抗壓強(qiáng)度和剛度均滿足設(shè)計(jì)要求。
尾翼攻關(guān)的同時(shí)，T-7A的其他改進(jìn)項(xiàng)目也在緊鑼密鼓地推進(jìn)。王希季提出的三大改進(jìn)方向，王北海都深度參與其中。為了提高運(yùn)載能力，除了鋁蜂窩尾翼，薄壁貯箱的研制也至關(guān)重要。
王北海與材料組合作，反復(fù)測(cè)試不同厚度的鋁合金板材，優(yōu)化焊接工藝，最終研制出重量輕、密封性好的薄壁貯箱，進(jìn)一步減輕了火箭結(jié)構(gòu)質(zhì)量。在提升飛行高度方面，他參與了助推器總沖和推力的優(yōu)化計(jì)算，通過(guò)調(diào)整推進(jìn)劑配方和噴管設(shè)計(jì)，使助推器推力提升了 20%；同時(shí)，他主導(dǎo)了推進(jìn)劑貯量的優(yōu)化分配，在有限的箭體空間內(nèi)增加了推進(jìn)劑裝載量，延長(zhǎng)了主發(fā)動(dòng)機(jī)的工作時(shí)間。而在提高發(fā)動(dòng)機(jī)比沖的工作中，王北海協(xié)助王希季改進(jìn)燃燒室頭部及噴嘴設(shè)計(jì)，采用高空噴管技術(shù)，有效提升了發(fā)動(dòng)機(jī)在高空環(huán)境下的工作效率。
12月22日，天氣格外晴朗，陽(yáng)光灑在 603基地的發(fā)射場(chǎng)上，T-7A探空火箭靜靜地矗立在發(fā)射架上，銀灰色的箭體在陽(yáng)光下閃閃發(fā)光，全新的鋁蜂窩結(jié)構(gòu)尾翼顯得格外醒目。
“各單位注意，倒計(jì)時(shí)十分鐘。”指揮中心的指令通過(guò)廣播傳來(lái)，發(fā)射場(chǎng)上的氣氛瞬間緊張起來(lái)。王北海逐一檢查控制臺(tái)的各項(xiàng)參數(shù)，目光專(zhuān)注而堅(jiān)定。這些天來(lái)，他和團(tuán)隊(duì)日夜奮戰(zhàn)，對(duì)火箭的每個(gè)部件都了如指掌，從尾翼的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度到發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火程序，從分離器的動(dòng)作精度到回收裝置的降落傘展開(kāi)機(jī)制，每個(gè)環(huán)節(jié)都經(jīng)過(guò)了上百次的測(cè)試和調(diào)試。
“五分鐘倒計(jì)時(shí)！”
“一分鐘倒計(jì)時(shí)！”
“十、九、八、七、六、五、四、三、二、一，點(diǎn)火！”
隨著指揮員一聲令下，發(fā)射人員按下了點(diǎn)火按鈕。瞬間，助推器噴出熊熊烈焰，巨大的轟鳴聲震耳欲聾，T-7A火箭如同離弦之箭，緩緩升空，拖著長(zhǎng)長(zhǎng)的火尾，向著藍(lán)天直沖而去。發(fā)射場(chǎng)上爆發(fā)出熱烈的歡呼聲，王北海仰望著火箭升空的方向，嘴里輕聲說(shuō)道：“大黃，你看，我們的火箭飛起來(lái)了。”
火箭升空后，各個(gè)測(cè)控點(diǎn)的數(shù)據(jù)不斷傳回指揮中心。“高度 50公里，姿態(tài)穩(wěn)定！”“高度 80公里，有效載荷工作正常！”“高度 100公里，助推器分離成功！”“高度 125公里，達(dá)到預(yù)定頂點(diǎn)！”每一個(gè)數(shù)據(jù)都讓在場(chǎng)的科研人員激動(dòng)不已，125公里的飛行高度，不僅遠(yuǎn)超任務(wù)要求，更是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)探空火箭的最高紀(jì)錄。
最關(guān)鍵的時(shí)刻來(lái)臨了，箭頭與箭體分離回收。王北海緊盯著屏幕上的分離信號(hào)，手心微微出汗。按照設(shè)計(jì)，火箭到達(dá)彈道頂點(diǎn)后，分離器將啟動(dòng)，箭頭與箭體分別脫離，隨后降落傘裝置自動(dòng)展開(kāi)，實(shí)現(xiàn)安全回收。這是國(guó)內(nèi)首次嘗試火箭部件的回收復(fù)用，技術(shù)難度極大。
“分離器啟動(dòng)成功！”
“箭頭分離正常！”
“箭體分離正常！”
“箭頭降落傘展開(kāi)！”
“箭體降落傘展開(kāi)！”
一連串的好消息傳來(lái)，指揮中心里掌聲雷動(dòng)。王北海長(zhǎng)長(zhǎng)地舒了一口氣，緊繃的神經(jīng)終于放松下來(lái)。他知道，這意味著 T-7A的研制取得了圓滿成功，更標(biāo)志著我國(guó)的探空火箭已經(jīng)從試驗(yàn)階段步入應(yīng)用階段。
數(shù)小時(shí)后，回收小組傳來(lái)消息，箭頭和箭體均在預(yù)定區(qū)域成功回收，經(jīng)檢查，儀器艙內(nèi)的探測(cè)數(shù)據(jù)完整有效，箭體結(jié)構(gòu)基本完好，可進(jìn)行重復(fù)使用。當(dāng)王北海看到被運(yùn)回基地的箭頭和箭體時(shí)，忍不住走上前，撫摸著完好無(wú)損的鋁蜂窩尾翼，心中充滿了自豪。這些天的辛苦付出，所有的技術(shù)難題，在這一刻都有了最好的回報(bào)。
T-7A的成功發(fā)射，如同一劑強(qiáng)心針，極大地鼓舞了整個(gè)科研團(tuán)隊(duì)。在王希季和王北海等人的帶領(lǐng)下，機(jī)電設(shè)計(jì)院乘勝前進(jìn)，以T-7和T-7A為基礎(chǔ)，陸續(xù)研制發(fā)射成功了多個(gè)品種的探空火箭。氣象火箭精準(zhǔn)捕捉到高空氣象數(shù)據(jù)，為航空航天活動(dòng)提供了重要參考；電離層火箭深入探索電離層特性，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的研究空白；各類(lèi)返回回收裝置不斷優(yōu)化，回收成功率穩(wěn)步提升，為后續(xù)的航天回收技術(shù)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。
隨著技術(shù)的不斷成熟，航天事業(yè)的發(fā)展迎來(lái)了新的方向。上級(jí)下達(dá)了研制生物實(shí)驗(yàn)火箭的指令，計(jì)劃將生物載荷送入太空，研究太空環(huán)境對(duì)生物的影響，為未來(lái)的載人航天事業(yè)鋪路。
消息傳來(lái)，王北海站在發(fā)射場(chǎng)的觀景臺(tái)上，望著遠(yuǎn)處湛藍(lán)的天空，心中感慨萬(wàn)千。從 T-7到 T-7A，從鋁蜂窩尾翼的技術(shù)突破到火箭的成功回收，他們走過(guò)了一條布滿荊棘的道路，也收獲了沉甸甸的成果。
而現(xiàn)在，新的考驗(yàn)即將開(kāi)始，生物實(shí)驗(yàn)火箭面臨著更復(fù)雜的技術(shù)要求，既要保證火箭的穩(wěn)定性和可靠性，又要為生物載荷提供適宜的生存環(huán)境。
1961年4月，蘇聯(lián)航天員加加林乘坐東方一號(hào)飛船成功進(jìn)入太空并安全返回的消息，如同驚雷般傳遍了世界，也深深震撼了安徽廣德603基地機(jī)電設(shè)計(jì)院的每一位科研人員。當(dāng)廣播里播報(bào)著加加林從太空傳回的聲音，描述著地球的壯麗景象時(shí)，設(shè)計(jì)院的會(huì)議室里擠滿了人，大家屏息聆聽(tīng)，眼中閃爍著激動(dòng)與向往的光芒。
“加加林能上天，意味著人類(lèi)載人航天的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)！”王總工的聲音帶著難以抑制的振奮，他目光掃過(guò)在場(chǎng)的科研人員，“我們的探空火箭技術(shù)已經(jīng)有了一定基礎(chǔ)，能不能大膽嘗試一下，用火箭把小動(dòng)物送入高空，為未來(lái)的載人航天積累經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)？”