——记“东方—1号”二级高空火箭（原科研代号“505”）
退休教授 徐令昌

    编者按：春华秋实，时光荏苒，岁月的年轮刻下了一道道难忘的印记，笑声、泪水、幸福、朋友……往事在记忆中回荡，交织成一段段深情的旋律，铭记北理工如火如荼的创业年代，奏响北理工人永远难忘的岁月之歌。
    1958年9月8日下午，中国第一枚二级固体高空探测火箭，在河北省宣化靶场发射升空。当天，又发射了第二枚二级火箭，也获得成功。这两枚代号为“505”的“东方—1号”二级高空火箭，由北京工业学院（华体会体育前身）的师生发射成功，从而奏响了新中国空间时代历史的序曲。
    在解放思想，敢于创新和“12年国家科研发展规划”的鼓舞下，校领导和师生们决定进行攀登新技术高峰的尝试，首先要研制一种二级固体高空探测火箭，能把25千克的有效载荷送上100千米的高空，用于气象或高空探测。
    从事探空火箭研制的教师都是20多岁的年轻人，他们从1957年开始学习研究火箭技术，时间短，又缺乏实际经验，再加上时间短、任务急，因此这项研制工作十分艰巨。
    二级火箭，综合性很强，不仅技术面宽，而且是全新的。例如，火箭总体、外形、发动机、固体燃料、发射、测高、遥测、传感器和回收等，都要在短时间内完成，这就必须同时上马，齐头并进。参加研制的师生达500多人，协作单位50多个。多少个日日夜夜，设计、研究、加工和试验，紧张进行，刻不容缓。
    这些研制火箭的新兵，面对艰难的任务，毫不畏惧，知难而进。没有条件就创造条件去试验，仅以火箭发动机静止试验为例。测试台从无到有、从小到大，测试装置、传感器、仪器设备不断改进、更新，推力测试由测几千克发展到测几吨。试验过程中，成功与失败交替发生。
    攀登科学高峰，决不会一帆风顺。成功来之不易，不仅要艰苦奋斗，有时还要付出血的代价。发动机试验，两次发生爆破，烧伤数人；固体复合燃料组在山西试制研究过程中，发生爆炸事故，5位学生献出了年轻的生命。
    师生们并没因此被吓倒，他们总结经验教训，继续前进，反复试验，探索规律，经过上百次的发动机热试车，终于获得成功。据统计，火箭系统各部件的试验（发动机、火药、点火、弹翼结构、强度、自由飞行、火箭分离、延期药、发射架、回收引信等）和测高系统各部件的试验（测高答讯机、天线结构、遥测及其传感器、专用电池、接收地面站等），共达1.2万余次。
    首次火箭发射试验，场地选定在河北省宣化靶场。1958年9月初，准备试验不分昼夜地紧张进行。9月8日，一切就序。编号为“东方—1号”的二级固体高空火箭，垂直地耸立在发射场地。这天，秋高气爽，碧蓝的天空，一望无际。北京市委大学部部长宋硕同志和解放军某部首长亲临现场观看试验，师生们情绪高涨。下午2点，操作员按下电钮，第一级火箭立即点火、起飞，伴随着巨响，火箭拖着几米长的火舌，直线上升，15秒后，清晰地看到两级火箭分离以及第二级火箭点火，带着红亮的尾光直插云霄，消失在天幕。几分钟后，在靶场的远处，突然传来第二级火箭落地“咚”的声响。整个发射过程表明，火箭系统飞行正常，达到了设计要求。
    接着，在下午4点又发射了第二枚二级火箭，也获得成功。随后离发射点13千米处回收到完整的第二级火箭壳体。
    这两枚火箭，重61千克，有效载荷13千克（内装测高、电子仪器等），平均推力1.7吨，发动机内分别装双基和复合火药，两种固体燃料，其中复合火药是北京工业学院自行研制的。此次二级火箭发射成功是新中国首创，用复合火药试飞，也属国内首创。
    第二次发射试验是1958年9月25日至10月9日，地点在东北白城靶场，发射两枚二级固体火箭因发动机中复合燃料爆破，试验失败。
    失败是挫折，同时也是考验。在这困难的日子里，党委书记、院长魏思文同志，在场地与师生同吃、同住、同战斗。他激励大家：攀登技术高峰，要克服轻敌速胜思想，尊重科学，认真总结，继续前进。
    随后，师生们便深入实践，在太原几个兵工厂向老工人、技术人员学习，共同设计、加工、严格检验，踏踏实实地进行科学实验。
    第三次发射，选定在昌黎靶场。这里地处渤海之滨，此时正值寒冬腊月，天寒地冻。这支科研新兵，在驻地搭帐篷、挖掩体、建测量站，冒着-15℃的严寒和6级大风，爬上十几米高的发射架，进行高空作业，调试检查待发的火箭。他们以战天斗地的精神和革命干劲按时完成发射准备任务，受到了空军基地领导的好评：“你们是科研中能文能武的新人”。
    1958年12月26日，一枚长达6.3米的二级探测火箭立于高10多米的发射架上，等待发射。下午6点，天气良好，试验开始。火箭瞬时点火起飞，长长的火焰伴随着隆隆的声响，顺利离开轨的顶端，飞上高空，两级火箭按时分离，第二级点火，工作正常，目视观测很清楚，直到火箭飞上蓝天。高速照相机和录音机记下了这动人的发射全过程。
    这枚二级高空火箭，重372千克，平均推力4.5吨，有效载荷25千克。设计飞行高度58千米。 
    昌黎靶场多次试验，历时48天，共发射火箭10枚，虽未测出火箭飞行高度。但火箭系统的总体结构、发动机、两级分离、飞行稳定等经受了考核，多次获得成功。同时也发现不少亟待解决的问题：火箭动力系统的可靠性存在问题，经查明为固体药柱破碎，药内存在裂纹和气孔，还有两次是因为弹翼折裂，强度不够。
    技术攻关继续进行，从未间断。例如，大型固体药柱（直径220毫米，长2米，重100千克）的重量如何检验与探伤。当时这个问题在国内尚无解决办法，如不解决，火箭就不能安全可靠地飞上天。于是，立即进行了X射线、γ射线、超声波探伤……各种检验，但一时均不奏效，只好自己动手，研制新的专用探伤设备。师生们团结合作，经过几十天汗流浃背的拼搏，专用设备终于研制出来，大型药柱探伤难题得到解决。1959年6月8日在北京西山南口试验场，做了5次发动机的静止推力（5吨）热试车，均获成功，表明攻下了发动机可靠性和药柱质量的难关。其他几个技术难关，也都在反复试验中被逐个攻破。 
    第四次发射地点改在内蒙古某军团靶场。场地是一望无际的大草原。1960年8月，天气炎热，试验人员进驻场地准备，自己到几里外去打水、起火、做饭。拾牛粪，当柴烧，在火上烤馍片，吃起来还倒觉得挺香脆。驻地周围，野草丛生，时有黄羊和野狼出没。一天夜里，大风突起，掀飞了驻地的帐篷，人们与狂风大战了一个夜晚。还有一件趣事，那天中午，正在帐篷酣睡的张某，突然感到大腿冰凉，急坐起身，只见一条大花蛇缠于腿上，他大喊急叫，闪电般地抓住蛇头，把它甩到帐外。最后，花蛇被大家用石块砸死。草原生活，虽然艰苦，但也风趣、浪漫。
    1960年8月17日，内蒙古场地火箭试验开始。首先发射一枚单级火箭，以考核遥测和回收效果。这枚火箭，总重198千克，有效载荷46千克（内装遥测机、传感器、测高计和回收系统），最大推力4吨。发射成功，实测飞行高度9.8公里，达到设计要求。回收试验良好，开伞时间准确，10分零4秒，见到回收伞吊着完整的火箭弹体及仪器舱从空中徐徐落地。人们沸腾起来，祝贺回收成功。经检查，回收到的电子仪器、传感器等完整无损，仍可继续重复使用。
    这次火箭回收成功，在国内也属首次。
    1960年8月28日，一枚编号为“东方—16”的二级高空探测火箭，笔直地耸立在发射架上。又一个动人的时刻到了，上午11点整，操作员接受指令，火箭立即点火，起飞正常，伴随着轰鸣巨响和火红的尾焰，直线上升。接着，10秒后第一、二级火箭按时分离，在预定高度第二级火箭点火工作，按设计的弹道，飞向一望无际的天空。大草原的天空，碧蓝如洗，火箭飞行轨迹，目视清晰。几分钟后，听到一声来自草原深处“咚”的响声，这是一级火箭壳体落地的声音。试验过后，回收箭体，第一级火箭体落地距发射架2公里，符合要求。第二级火箭壳体距发射点39.8公里，方向均与射向一致。落地姿态正常。实测火箭飞行3分45秒钟，高度达78公里。（见注1，注2）
    综上所述，两年多来，先后在四个场地，共发射二级火箭16枚。所取得的一些重大成果，实属在这一技术领域的国内首创。这是我校师生自力更生，艰苦奋斗，技术创新的科研硕果。有关我校在国内首先研究发射了多枚探空火箭的资料在《中国探空火箭40年》一书（航天部李大耀研究员编著，北京宇航出版社1998年5月）中有较详细记载。

    注1：可查阅本校技术档案室存《505技术档案》。依据实测火箭技术参数，主动段工作正常，飞行时间以及当时高空气象数据，落点照片，箭体完整，落角和姿态正确等。用现在计算机仿真技术，可确证火箭飞行高度达78公里或更高。
    注2：对有关测高系统、光学、稳定系统等，我校也进行了大量的研发试验工作，但由于火箭动力系统存在的技术问题，必须解决在前（拖了测高等的后腿），故而未得到条件来展示其飞行试验成果。