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两会代表的公文包穿越了更新至第六卷 - 第 74 页

  “第二讲:推进系统”

  “第三讲:空气动力和结构”

  “第四讲:制导问题”

  “……导弹的定义是一个在发射出去以后还能控制和改变飞行方向的飞行器。”

  “……火箭不一定是导弹,因为有许多的火箭在发射出去之后并不受控制,比如各国大量装备的多管火箭炮。”

  “……导弹也不一定是火箭,因为导弹不一定用火箭发动机来推进,它也有可能用普通的航空发动机推进,比如德国的V-1巡航导弹。”

  在新成立的国防部第五研究院,钱学森奋笔疾书。

  “以下章节适合航空航天专业方向的读者。”

  “……其实导弹的结构问题不只是如此,我们必须注意到其它的现象。例如因为在超声速飞行中空气的阻力与翅膀和空气动力的控制面(像尾舵)的厚度有密切关系,要减少空气的阻力就得把厚度减小,越薄越好。但是薄的翅膀是容易弯曲,在负载时容易变形,而翅膀的变形又会引起空气动力负载的变化,这种结构弹性和空气动力的相互作用,我们叫做空气弹性力学的作用。”

  “……对导弹来说,它利用核能的可能性要比飞机利用核能的可能性要大,原因是反应堆的一个特点就是产生强烈的放射线和中子流,这些对生物有很大的破坏性,要保护生物就得把反应堆的周围加上很厚很重的墙。导弹上没有生物,所以也就没有这方面的顾虑。”

  “……冲压式喷气发动机是一种新型的发动机,它的设计问题还很多。……第一个问题是如何设计高效率的扩压器,也就是怎样才能在同一飞行速度V之下得到更高的燃烧室压力……”

  钱学森的新书,《导弹概论》。

  它首先是一套讲课的教材和底稿,从1952年到1953年,钱学森在国防部、各航空研究单位乃至军事工业的生产科研单位讲了很多次课,向专业的或非专业的听众讲解什么是导弹、火箭,讲解航空技术和航天技术的前景。讲这些讲义集合起来,就成了《导弹概论》。

  钱学森的课大多浅显易懂,就连工厂里没受过理工科教育的人事干部也听得懂。但课程内容并不简单,有很多内容几乎是当今世界最先进的导弹技术或导弹理念。

  在国家的工业体系还未建设成型时,钱学森并没有闲着。考察全国现有的和计划建设的工业项目、考察大学和研究机构、亲自参与国家科研体系的搭建、制定科研制度。这些都不仅仅是导弹专业范围内的事。

  在航天和导弹领域内,钱学森和聂荣臻做了两件事:第一是成立国防部第五研究院,钱学森任副院长兼技术总师;第二是在国防部第五研究院下面设立空气动力实验室。当空气动力实验室运转起来的时候,已经是1953年8月了。

  “人虽然少了点,但我看也够用了,咱们的团队,……很精干。希季,你在大连工学院当老师的时候,是不是已经在为喀秋莎火箭弹的工厂培训专业学生了?”

  钱学森面前就是空气动力实验室的班底,十五名成员,其中有6名是应届毕业的大学生。其中资历最硬的是副主任王希季,弗吉尼亚理工学院的硕士,专业方向是动力和燃料专业。

  王希季:“是啊,咱们引进的火箭炮兵已经装备两个师了,这火箭弹可不能老靠进口,这东西很贵,最好是自制。火箭弹厂的特培生大连工学院今年2月就送走了,现在工厂应该都开工了。”

  钱学森:“无制导的火箭和有制导的导弹,在动力系统方面是相通的。既然咱们已经能造喀秋莎火箭弹,那说明我们已经掌握了至少一种固体火箭推进剂的生产能力。”

  王希季:“听工厂的同志说确实是这样。但是,固体火箭推进剂能用在大火箭上吗?”

  钱学森:“这是个好问题。固体推进剂的火箭确实有不少缺点。第一它的燃烧速度与推进剂的药温、燃烧室的压强有关,温度越高、压强越大,燃烧速度越快,这就造成固推发动机的推力曲线很不稳定;第二推进剂要考虑到稳定性,就要增加里面缓燃的化学成分,降低了能量密度。……但是固体推进剂的火箭并不是不能用。”

  王希季:“看来咱们实验室初始的作品,可以以固体推进剂火箭为基本,然后慢慢向更高能的火箭发动机过渡。”

  钱学森:“那我们就聊聊,实验室成立后的第一个产品。我打算做一个探空火箭。”

  ……

  钱学森说的探空火箭可不是把喀秋莎火箭炮竖直90度朝上打。

  在实验室的第一次全体会议上,钱学森拿出了他准备已久的规划蓝图。这探空火箭可不是个简单的东西,它是两级火箭,初期打算采用两级固体推进剂火箭,带载荷的升限不小于30公里;之后新发动机成熟后再推出升级版,第一级固推(助推器),第二级打算采用液体推进剂火箭发动机,升限80到125公里。

  也就是说,完全体的探空火箭是可以越过冯·卡门线,进入太空的。

  由于这枚探空火箭的性能很拔尖(也意味着难度很高),因此空气动力实验室的全体人马都兴奋起来了,在钱学森的协调下,15个人分成4组,开始各个分系统的工程设计。

  到1953年8月,国内的各工业系统还是出现了一些进展的:

  首先是上面提到的自产“喀秋莎”火箭炮的132毫米火箭弹的工厂,这意味着苏联援建了相关的推进剂/化学品生产厂、药柱成型加工车间,还有铣刨车等等一整套的火箭发动机结构加工设备。

  其次是国内化工业还有一些进展,民国时期遗留下来的化工厂得到苏联设备的“补全”之后,1953年能小规模生产浓硝酸了。

  钱学森在加州理工时,和那几个作死小能手伙伴们测试过的几种液体火箭发动机中,就包括了以浓硝酸/发烟硝酸为氧化剂、以酒精或糖醇或苯胺为燃料的发动机。

  钨丝温度计、热丝气压计、空盒气压计、稳定陀螺(简单的稳定装置,不是惯导系统)等等,都已经有着落了或者即将能够生产。

  探空火箭的计划启动后,钱学森找聂荣臻再仔细问了一次,苏联承诺的在“二五”计划对中国转让的军事技术中,有没有包括弹道导弹。

  聂荣臻很肯定地回答说没有。苏联人连提都没提这事。

  此时苏联其实有弹道导弹,已服役的是R-1(北约代号SS-1),它——其实就是V-2。刚刚量产的是R-2(SS-2),它是R-1的改进型。总之性能都还比较原始。

  射程1200公里的R-5(SS-3)还在研制。美国那边其实也不怎么样,也处于模仿V-2以及自研中程弹道导弹的阶段。

  既然苏联没说提供弹道导弹技术援助,那钱学森就下决心自己鼓捣这玩意了。这样还能为国家省点外汇。

  ……

  1953年8月,也是774A厂小规模投产的日子。在酒仙桥的临时厂房内,生产线工人们按照操作规程,仔仔细细地执行自己要做的工序。第一批成品走下生产线,又有检测部门的工序,对出厂的晶体管做严格的检查。

  这是774A量产的第一批晶体管,最担心的就是质量问题了。第一它是要用来出口的,如果次品率太高那可是砸牌子的行为;第二它在国内使用的地方也不简单,不是高性能计算机就是雷达,同样也不能出太多故障。

  “少吗?不少了。我觉得这个运算速度已经很快了啊。李局长,咱们的璞玉,MESM-K,每秒1500次运算,我设计的这个,每秒5000次运算呢。”

  北京计算机中心,李强看到了闵乃大的小组设计的晶体管计算机“浑金”的设计图纸。

  MESM-K“璞玉”的全套系统就上是一大排衣柜,“浑金”可厉害了,一下子缩小到一个衣柜了。闵乃大更得意的是,“浑金”的运算速度比“璞玉”快了三倍有余。在5千赫兹的运行频率下,运算速度每秒钟5000次。

  面前的设计图宽1.5米、长1米,密密麻麻的零件占满视野,而这只是“浑金”主体电路中的一部分,全图一共4张。李强放弃了看进去理解这台计算机的设计逻辑的企图,对闵乃大说道:“那也行吧,作为第一代晶体管计算机,运算速度提高了三倍多,这算是开了一个好头。但是计算机技术是不断进步、永远都要进步的,不进步别人就会追上你。在它之后,再下一代计算机有没有什么想法?”

  闵乃大:“首先,嗯,我觉得,晶体管如果制造品质更高一点,那么我就可以把计算机的整体频率从5千赫兹提高到1万赫兹,运算速度立刻就加倍了。”

  李强:“现在的晶体管承受不了1万赫兹的频率吗?”

  “以我们上周拿到的第一批量产晶体管测试的结果,1万赫兹的频率不太保险,在这个频率下运行,总会有一些晶体管失效,运行10小时后会有3%的失效率。但如果以5千赫兹的频率运行,就几乎没有损坏的。”

  李强:“不能承受高频这又是哪一方面出的问题呢?怎样改进才能提高晶体管的高频性能呢?算了算了,我先把这件事记下来,你接着说。”

  闵乃大:“除了运算逻辑器件之外,计算机的另一个关键是存储元器件。李局长,我感觉咱们也有必要做一次升级,把这个又笨重又有毒还经常爆裂的的水银存储器给淘汰掉。”

  李强:“有道理。”

  闵乃大:“所以,李局长,能不能你接下来把存储器也给……攻关一下?”

  “停下,停下,你把我当成什么了,全能小王子吗?”李强哭笑不得,“咱们计算机研究所,现在全是设计数字逻辑架构方向的人才和研究小组,对吗?”

  闵乃大:“是啊。存储器这方面,得从头开始。不过李局长,我看到了一个外国人做的新东西,你看。”

  闵乃大递来一张美国报纸,上面半页都是广告:

  “计算机存储,颠覆性的技术,颠覆性的改变”

  李强接过来仔细看看,“哎哟,发明这玩意的是个华人呀?”

 

第三十三章,该怎么办

  磁芯存储二进制数的装置最初出现于1949年,但在头两年人们都不觉得磁芯存储器有什么用。直到1952年,王安发明了读后即写电路,磁芯存储器才一跃而成为50年代初期综合性能最好的计算机数据存储装置。

  作为一种非易失性的、随机存取的存储器。在那个时代的计算机里,磁芯存储器既可当内存用,也可以当“硬盘”用,当然那个时候硬盘还没被发明出来,很少有人觉得有必要把什么系统之外的数据永久保存在计算机上。

  外观上看磁芯存储器就是一张巴掌大的金属网,铜丝的每一个纵横节点都有一个小磁环,这个小磁环有没有磁,代表这里存储的是0还是1。比如CDC6600计算机上用的那种4.2英寸X4.2英寸面积的磁芯存储器,有64X64个纵横节点,存储容量4096bit。

  水银延迟线存储器呢?是一块正方形的电路板,中间固定着一支“试管”,这一整套装置的存储容量是36个二进制数,这是“璞玉”上使用的。据说美国货更精密一些,还是一支试管,但能存储48个二进制数。一旦“试管”意外爆掉,那整个计算机房就好一阵鸡飞狗跳。

  李强注意到的是磁芯存储器的发明者及核心专利持有者:王安。这则广告是他创办的“王安实验室”买的版面。

  这位是第一代华裔移民,1920年生于上海,16岁考入上海交大,抗战爆发后1940年前往美国,哈佛大学应用物理博士。1951年,王安在波士顿哥伦布大道租了一个汽车库,买了一张桌子,装了一部电话,王安实验室就成立了,他手持专利,请了两个靠谱的工厂代工,生产出售王安自己研发的磁芯存储器。

  搞清楚闵乃大极力推荐的磁芯存储器是个什么东西之后,李强没当场做什么表示,而是回到科技小组的办公室。

  “聂总,我们的计算机技术、计算机产业要想独占鳌头,还是任重道远啊。”

  聂荣臻:“任重道远是肯定的。不过李强,今天你看起来情绪很低落。”

  李强:“我把晶体管搞出来了,北京计算机所的另外一半人马在研究计算机的逻辑结构。过去半年,全中国的计算机人才分成两队,做出了这两件产品。这两件产品当然都没让人失望,晶体管是绝对的世界先进水平,计算机结构方面我相信他们做出的也是最好的产品。但是计算机全身上下又何止这两个关键系统,我们没精力做其他的了。”

  存储器,现在国内还没有产业,璞玉上的“落后”的水银延迟线存储器还是进口的。

  磁芯存储器这个东西李强并不担心,这东西的设计思路一点都不弯弯绕,再说专利都摆在那儿了,中国可以无难度照抄,到江南建个厂,招些手稳心细的刺绣女工山寨生产就是。最多以后中美关系正常化之后打专利诉讼官司,赔一些专利费给王安。

  李强担忧的是美国那边的整套工业体系太齐全了,无论什么产业都有一大堆人在做,无论什么产品都有一堆厂商生产,相互之间打得头破血流。现在半导体是一个新型产业,但在美国,这方面的新公司也是如雨后春笋般拔地而起。

  还是说存储器吧,1946年,计算机的始祖“埃尼阿克”用的是威廉姆斯管,这也是存储器的始祖。现在用的水银延迟线存储器是1947年由美国工程师小约翰·亚当·艾克特发明的,1949年磁芯存储器诞生,1951年王安搞出读后即写电路专利。

  而美国各公司和实验室在鼓捣的存储器样式远不止这些。还有磁鼓存储器、磁扭丝存储器、选数管、冷阴极计数管、薄膜存储器等等。它们虽然看起来没打过磁芯存储器,可应该都打得过水银延迟线存储器。

  磁芯存储器就是计算机存储系统的终极配置了吗?这个就算没有未来文件的指示李强都明白不可能,未来肯定还会有更好的计算机存储方案。

  而且,如果中国这边不做出重大变革,李强估计,下一代的计算机存储器,可能还是美国人先发明出来。

  王安租了个车库,鼓捣出了磁芯存储器的重大改进专利,在美国还有多少个这样的车库?有多少个大学高材生毕业后这样创办自己的科技企业?就只说现在的科技企业吧,那些发明磁鼓存储器、磁扭丝存储器、选数管的公司,被王安的磁芯存储器压制了,他们当然有自己的想法,研发新产品咸鱼翻身的念头只会更强烈。

  只是一个存储器就让李强头疼了。还有呢。

  电容。能不能研发出体积更小的电容?计算机上部分电容的工作频率很高,和计算机运行频率一样,现在国产电容能支持5K主频,什么时候能支持10K主频、100K主频、1M主频?现在一颗长寿命电容有指甲盖大小,能做得再小一点吗?

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