第三章
運載火箭總體設計誕生
1968年11月，為確保衛星按計劃發射，國防科委決定，將“長征一號”運載火箭的研製任務由八院移交給一院。
同時，國防科委決定明確提出：
由我國運載火箭技術研究院負責設計和研製“長征一號”運載火箭，任新民被任命為總體設計室主任。
“長征一號”火箭的總體設計工作最初是由七機部第八設計院負責，總設計師是王希季。後來，國防科委決定將八院的任務由運載火箭總體研究改為航天器總體研究，“長征一號”的總體任務交給一院，即運載火箭研究院負責。
1967年11月的一天，王希季帶著“長征一號”的全部資料來到運載火箭研究院辦理移交工作。可是，唯獨不見院領導和接受移交工作的負責人。
王希季一連找了好幾間辦公室，也沒有找到他要找的人。轉了一大圈，最後隻好由剛提拔不久的第十研究室副主任，年僅31歲的陳壽椿出麵，代表火箭研究院辦理了移交手續。
幸運的是，當時的研究院副院長、“長征一號”火箭的總設計師任新民，在周恩來總理的特殊保護下，受到太大的衝擊，因此，他堅持主持火箭的設計研製工作，從而最終完成了“長征一號”的設計與研製。
任新民，1915年12月5日出生於安徽省寧國縣。1940年畢業於重慶兵工學校大學部造兵係。
1945年6月，任新民公費赴美國實習，後考取美國密歇根大學研究院的研究生，先後獲機械工程碩士和工程力學博士學位。1948年9月，被美國布法羅大學機械工程係聘任為講師。
1949年，新中國即將誕生，身居大洋彼岸的任新民很受鼓舞，他幾經周折於1949年8月回到了祖國。同年9月，他應南京華東軍區軍事科學研究室之邀擔任研究員。
1952年8月，任新民隨南京華東軍區軍事科學研究室並入哈爾濱軍事工程學院。曆任院教務處副處長、炮兵工程係教授、火箭武器教研室主任等職。
1956年8月調赴北京，參加籌建國防部第五研究院，曆任總體技術研究室主任、一分院液體發動機設計部主任、一分院副院長兼液體發動機設計部主任。
1965年，任新民被任命為第七機械工業部一院副院長兼液體發動機研究所所長。
1968年11月，在接到“長征一號”運載火箭總體設計的任務後，任新民帶領總體室的全體科研人員，在總結我國當時已有的常規火箭經驗、並參考國外的相關報道和圖片資料的基礎上，開始了“長征一號”運載火箭總體方案的論證和設計工作。
最初確定“長征一號”總體方案時，任新明曾經提出了三種可供選擇的方案：一是更換“東風四號”兩級導彈的推進劑，把衛星直接射入軌道；二是在兩級導彈上再加一個液體第三級火箭；三是在兩級導彈上再加一個固體第三級火箭。
三種方案各有利弊。第一種方案可以發射60至200公斤的星，但軌道高度低，不利於後續發射其他科學試驗衛星；第二種方案各方麵都不錯，但要分散研製精力，時間長，耗費多。經過反複論證，最後確定采用第三種方案。
所以，“長征一號”運載火箭總體設計室的全體科研人員，針對當時“651”衛星的發射需要，結合以上國外的先進經驗，他們最終擬定 “長征一號”的設計總原則是：
航天運載火箭與遠程導彈相比，有兩項新的要求。第一，要能飛出稠密的大氣層，第二是必須達到第一宇宙速度，即每秒79公裏的速度。
所以，“長征一號”火箭需要采取三級火箭式結構。第一和第二級火箭采用遠程導彈的液體火箭原型不作修改。第三級采用固體火箭。
采取這樣的決定，成功的把握大，而且可以保證進度，節省經費。需要投人大量人力和物力加以最新研製的是第三級火箭。
第三級固體火箭采取自旋穩定的方式，以保證衛星有正確的入軌姿態。
而串聯著衛星的第三級固體火箭在第二級火箭關機後，發動機在600公裏的高空以噴射氮氣來保持衛星入軌前滑行段的穩定飛行，並最終將衛星推入預定軌道。
同時，在第三級火箭上安裝上遙及控製係統。
而且，為避免衛星和固體火箭在大氣層中受氣流的衝刷和加溫而受損，衛星和固體火箭被應密封在整流罩內。
1968年底，任新民他們完成了“長征一號”的總體設計方案。隨後，他又帶領其他部門的科研人員投入到第一、第二級液體火箭的緊張研製工作中。
我們知道，“長征一號”運載火箭是一項複雜的係統工程，涉及到諸多的專業和學科。因此，任新民在主持研製工作中善於發揚技術民主、集思廣益。
在處理和解決技術問題時，既充分聽取各方麵的意見，特別是第一線科技人員的意見，又敢於發表、堅持和修正自己的技術見解，敢於負責，敢於對重大技術問題適時而果斷地做出決策。這正是他難能可貴之處。
同時，他通過多年的研製實踐切身體會到，研製過程中的任何一個環節，甚至是一個元器件、螺釘、螺帽、焊點、導線出了問題，都會導致整個型號飛行試驗任務的失敗，直至出現重大的傷亡。
因此，他始終牢記著周恩來親自為我國火箭與航天事業研製工作製定的“嚴肅認真，周到細致，穩妥可靠，萬無一失”的16字方針，並將其落實到整個研製、試驗、生產的全過程中，狠抓、細抓“長征一號”研製過程中，生死攸關的質量安全工作。
他總是恪守一條原則：
在地麵能做的工作、能進行的試驗，一定要做透、做充分。發現的問題和疑點，一定要查清，並舉一反三，徹底解決和排除，決不能帶著問題、疑點和隱患上天。
他非常注重深入科研生產第一線處理和解決技術問題。在這方麵他確有深刻的體會。他常常對科研人員說：
一個科技人員判斷和處理技術問題，一是靠他的基礎技術知識和實踐經驗；二是靠他不斷深入實際，從廣大科技人員、工人那裏，從實踐中汲取和補充知識；三是實事求是，一切從實際出發。
他還經常深有感觸地說：
搞工程性技術工作的，即使是再有造詣的專家，不深入實際就會退化，會“耳聾眼花”，3年不接觸實際，就基本上沒有發言權了。
正是由於這種科學的精神、嚴格的管理，才使“長征一號”火箭的一係列攻關得以順利完成。
在艱苦的研製過程中，任新民同有關科技人員、工人一起，先後解決了發動機的不穩定燃燒、高轉速高性能渦輪泵的設計、四機並聯技術、推力室的真空釺焊、波紋板成型、等離子噴塗、材料的相容性等關鍵技術。
特別是在突破燃燒室高頻不穩定燃燒這一技術難關時，他親自進行分析計算、參加試車、參加討論，經過多個技術方案的反複比較和百餘次的試車，最後采用了隔板、液相分區的方案，圓滿地解決了這一關鍵技術。
所謂燃燒不穩定，是指由於燃燒室固有聲振頻率與燃氣生成頻率相耦合產生了共振，結果在一瞬間燃燒室壓力驟然升高，導致燃燒室發生機械破壞或熔化燒毀。
這種現象在國外被稱作“鬼”，意思是像鬼一樣難以捕捉，頃刻之間就把發動機燒成一堆廢銅爛鐵。
大家開始尋找原因，思考辦法。有人提出是不是兩種燃料進入燃燒室的先後時間上有問題，也就是說可能是哪種燃料先進人燃燒室後，在裏麵有積存而引起了爆炸，因而提議先從調整兩種燃料進人燃燒室的時間上入手，可試驗結果不管用，這不是問題的症結。
一個原因不是，就找另一個原因。任新民帶領著他的手下提出70多方案，一個原因一個原因地找，一個方案一個方案的試，他們已記不清試了多少次，失敗了多少次。
他們每個星期都要在2號試車台試5至6次發動機，有時是兩天連著試兩個發動機，有的發動機還可以堅持試10多秒，有的則是上來一試就燒了，這個燒了著就試那個。
任新民鼓勵大家要堅持下去，不要灰心，有問題就有辦法克服，隻要下決心找，這個辦法總能找到。
鑒於發動機在導彈研製中的重要性，每次試車的時候，五院院長王秉璋都親自到試驗站觀察，如果有事沒有到場，第二天早晨也一定給任新民打電話，詢問頭一天試驗情況。
有一天，任新明他們並沒有試車，但第二天早晨，王秉璋卻仍給任新民打來了電話。
王院長先是詢問了一下最近發動機燃燒不穩定問題有何進展，然後很突然地在電話中告訴任新民：“聶老總讓我轉告你：最困難的時候，也就是快成功的時候。”
在自己最困難的時刻，聶榮臻雪中送炭，給了他信任，支持和溫暖，任新民很感動。
後來，他在回憶那段試車失敗的苦悶時，說：“處在當時境況下的，我們是什麼心情、心裏是什麼滋味，沒有親曆者很難體會。當時，聽到聶總這句話，一種信任感、支持感油然而生，並化為巨大的動力。”
“幾十年來，每當我遇到挫折和失敗時，都要回味和咀嚼聶老總這句話，並講述給周圍的同事，增強我戰勝困難的信心和勇氣。”
為了使液體火箭具有更優良的性能，“長征一號”采用了許多新的設計方案。
因此，研製過程中遇到了許多從未見過的新問題。如發動機高空點火和高空性能模擬試驗技術，火箭級間連接和分離技術，大、長、細的火箭姿態控製技術等。
在研製過程中，設計、工藝人員和工人實行“三結合”攻關，采用爆炸成型、化學銑切、真空電子束焊等多種新工藝，先後攻克了發動機、箭體結構方麵的許多技術難關。
“長征一號”的二級發動機是在接近真空條件下工作的。為了滿足設計要求，技術人員大膽創新，在工藝上大量采用精密鑄造零件，提高了組件的質量與性能。
同時，科研人員還采用爆炸成型得工藝解決了複雜型麵的成型問題。生產出集合器彎管等組件，並與建材、化工等部門一起，解決了玻璃鋼噴管延伸段原材料的配方、纏繞、固化、檢測等技術問題。
科技人員還大膽探索出一種筒繭辦法，創造了一個和地麵點火相似的點火環境，解決了發動機的高空點火問題，既節約了資金，又贏得了時間。