◇呂慶風(fēng)
編者按
大氣層核試驗用無人機(jī)取樣，可以獲得爆炸后早期的高質(zhì)量樣品又無飛行員健康受損問題，20世紀(jì)70年代以前，世界上只有美，英幾個國家掌握這項技術(shù)。1977年3月，國防科委向我校下達(dá)將長空一號中高空靶機(jī)改型為無人取樣機(jī)任務(wù)。學(xué)校上下高度重視，僅用半年時間就完成了設(shè)計改進(jìn)、地面試驗和樣機(jī)制造，試用取樣取得成功。次年，又進(jìn)一步完善提高，改帶大容量取樣器，實現(xiàn)雙機(jī)遙控，進(jìn)入取代有人機(jī)取樣的實用階段。
我校的無人取樣機(jī)共4次執(zhí)行任務(wù)，為我國的國防建設(shè)作出了重大貢獻(xiàn)，1985年獲國家科技進(jìn)步一等獎，在高校中是一次難得的殊榮。
本文作者呂慶風(fēng)老師是我國無人機(jī)領(lǐng)域著名專家，是無人取樣機(jī)的技術(shù)負(fù)責(zé)人。他4次進(jìn)入距爆炸心約70公里的無人機(jī)前沿指揮所，協(xié)助領(lǐng)航員處理飛行中的應(yīng)急問題。本文是他對第4次取樣當(dāng)天的生動回憶。文章為讀者再現(xiàn)了當(dāng)天時而緊張有序、時而沉著機(jī)智、時而歡騰喜悅的難忘情景。
無人機(jī)取樣已過去30余年，對學(xué)校來說，這永遠(yuǎn)是一件載入史冊并值得所有南航人驕傲的事情。
一場驚天動地的核試驗即將進(jìn)行。
1980年10月16日，新疆羅布泊地區(qū)，一個秋高氣爽的日子，我校研制的無人取樣機(jī)第4次執(zhí)行取樣任務(wù) 。
嘹亮的晨號把參試人員從夢中喚醒。我們匆匆起床，吃了早飯，乘車向無人機(jī)取樣的前沿指揮所進(jìn)發(fā)。
昨夜住宿的地方叫開屏，它是孔雀河下游空軍的一個簡易場站。這里，有一條碾壓而成的飛機(jī)土跑道，可供低速飛機(jī)起落，還有幾排干打壘平房，平時十分冷清，只有幾個戰(zhàn)士留守，核試驗時，上百個參試人員在此落腳，才顯得比較熱鬧。
從開屏到前沿指揮所大約40公里，沒有正規(guī)的公路，汽車沿著車轍的痕跡蜿蜒行駛。除駕駛員外，與我同車的還有空軍一基地的車副主任，他是無人機(jī)取樣的前沿指揮員。作為無人機(jī)的技術(shù)負(fù)責(zé)人，我眼下的任務(wù)是協(xié)助領(lǐng)航員處理飛行中的應(yīng)急問題。離開屏20公里，汽車跑出谷地，展現(xiàn)在面前的是一片無邊的戈壁。這時，太陽剛從地平線升起，給大地抹上一片金色的光輝。天穹很高，一群大雁排成“人”字隊形，從我們頭頂向南飛去。幾頭黃羊停立在路旁，瞪大眼睛，注視著我們向北奔馳。天地間是如此寧靜、安詳，誰能想到，幾小時后，一場驚天動地的核試驗就要在此不遠(yuǎn)的地方進(jìn)行。
那里，我們南航與空軍一基地共同組成的參試隊伍，正在緊張地為無人機(jī)放飛作最后檢測。
一小時后我們到了前沿指揮所，這是戈壁灘上臨時搭起的一個帳篷。里面幾張桌子上，整齊地放著電話機(jī)、接收機(jī)、錄音機(jī)、遙控指令鍵盤等設(shè)備。領(lǐng)航、通信、標(biāo)圖和遙控操作人員已圍坐桌旁。一塊標(biāo)圖板上，繪著核彈載機(jī)投彈點(diǎn)和無人機(jī)取樣領(lǐng)航圖。帳篷外面，散布著遙控發(fā)射車、雷達(dá)車和各種軍用車輛。此外，還有一架直升機(jī)和一臺推土機(jī)。帳篷不遠(yuǎn)處，剛樹起的風(fēng)標(biāo)桿上，風(fēng)標(biāo)布筒在晨風(fēng)中獵獵飄揚(yáng)。
前沿指揮所位于爆心以西偏北大約70公里的地方，無人機(jī)著陸場也在近旁。由于無人機(jī)取樣回來時機(jī)體上帶有大量放射性塵埃，參試人員都穿上防化服裝———連成一體的白衣、白帽、白褲子，再穿上防化靴，戴上白口罩，以免被可能隨風(fēng)吹來的放射性塵埃沾染。我為穿上這套服裝而感到新奇和興奮。
現(xiàn)在是“零”前﹙即核彈投放前﹚兩小時，參試人員各就各位，秩序井然，有條不紊地檢查著各種設(shè)備和通信線路。這里和無人機(jī)起飛線、各雷達(dá)站、回收場，以及北京國防科委和空軍司令部，都用暢通的有線電或無線電保持聯(lián)系。
兩個探空汽球徐徐升起，越飄越高，將所經(jīng)高度的氣象資料，包括風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、氣壓，源源不斷地發(fā)送到地面。探測的高度范圍從地面至20000米。
我看了剛得到的氣象資料，在10000米以上高空，風(fēng)向北起280度，自西向東，風(fēng)速40公里/小時，它與預(yù)先估計的數(shù)據(jù)相差無幾，無人機(jī)的航線預(yù)案只需稍加修改，即可確定。我此刻懸心的，倒是200公里以外，無人機(jī)起飛的馬蘭機(jī)場。那里，我們南航與空軍一基地共同組成的參試隊伍，正在緊張地為無人機(jī)放飛作最后檢測。
第三次取樣時，無人機(jī)已成主力，有人駕馭飛機(jī)作備份。這次是第四次取樣，完全用無人機(jī)執(zhí)行任務(wù)。
用無人駕馭飛機(jī)取樣，是由空軍司令部提出，經(jīng)中央軍委批準(zhǔn)的。以前我國的核試驗取樣使用有人駕馭飛機(jī)。由于核爆炸時產(chǎn)生強(qiáng)烈的光輻射、沖擊波和放射性對人體有嚴(yán)重危害，有人駕馭飛機(jī)要在“零后”約40分鐘才能進(jìn)云。那時，一些短周期元素已經(jīng)蛻變，大小核塵埃早已分凝，樣品不夠理想，飛行員的健康仍然受到影響。用無人機(jī)取樣，可在核爆炸后約8分鐘，蘑菇云剛穩(wěn)定后進(jìn)云，能取到高濃度的早期樣品，又無飛行員健康損傷問題，是大氣層核試驗取樣的先進(jìn)手段，世界上只有美、英等少數(shù)國家掌握這項技術(shù)。出于國際政治和軍事原因，我國只能依靠自己的力量來突破難關(guān)。實現(xiàn)無人機(jī)取樣，首先要有飛行性能滿足核試驗取樣要求的無人機(jī)，包括飛行高度、飛行速度、控制距離、續(xù)航時間以及攜帶取樣設(shè)備的能力；其次要有專門的取樣設(shè)備———取樣器，它能夠在穿云時捕獲到放射性物質(zhì)，即供試驗結(jié)果作放化分析的樣品；第三是要將取樣器加掛到無人機(jī)上，對無人機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)、機(jī)載控制系統(tǒng)、地面控制站進(jìn)行必要的設(shè)計改進(jìn)，使之成為一個完整的無人取樣機(jī)系統(tǒng)。
1976年底，“長空一號”中高空靶機(jī)設(shè)計定型，其優(yōu)良的飛行性能、簡便的使用方法和低廉的制造成本立即引起國防科委和空軍司令部的重視。1977年3月，經(jīng)專家技術(shù)評審和上級機(jī)關(guān)研究，責(zé)成南航在該機(jī)基礎(chǔ)上研制無人駕駛?cè)訖C(jī)，取樣器則由172廠提供。當(dāng)時，172廠研制的兩種取樣器———容積較小的外場取樣器和容積較大的內(nèi)場取樣器，都已在有人機(jī)上成功使用?？紤]到無人機(jī)尺寸較小的特點(diǎn)，先試用外場取樣器取樣。我們的任務(wù)是完成無人機(jī)的改型設(shè)計、地面試驗和樣機(jī)制造；試飛和取樣時，負(fù)責(zé)無人機(jī)外場技術(shù)保障。學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)對此高度重視，在全校范圍內(nèi)，組織了專門的研制隊伍。大家日以繼夜，奮力拼搏，僅用半年時間，就完成了常規(guī)情況下需要一年才能完成的改型任務(wù)，包括機(jī)體與內(nèi)部設(shè)備的改裝設(shè)計、加掛取樣器后的風(fēng)洞試驗、電子設(shè)備抗輻射試驗、機(jī)體結(jié)構(gòu)抗超壓試驗、遙控系統(tǒng)抗干擾試驗、飛行控制系統(tǒng)物理仿真試驗、結(jié)構(gòu)靜力試驗、全機(jī)振動試驗、全系統(tǒng)聯(lián)合試驗及兩架樣機(jī)的制造。8月底和9月初，接連進(jìn)行取樣機(jī)試飛和試用取樣，均取得成功，開創(chuàng)了我國用無人機(jī)取樣的新階段。緊接著，又以一年時間完善提高，實現(xiàn)了雙機(jī)遙控，攜帶內(nèi)場取樣器，取樣再度成功，達(dá)到了可取代有人駕馭飛機(jī)取樣的實用階段。由于無人機(jī)進(jìn)蘑菇云時間早，一架無人機(jī)取到的樣品比兩架有人駕馭飛機(jī)取到的還多。研制單位、使用部門和上級機(jī)關(guān)對此都十分欣喜。1979年第三次取樣時，無人機(jī)已成主力，有人駕馭飛機(jī)作備份。這次是第四次取樣，完全用無人機(jī)執(zhí)行任務(wù)了。
“如果取不到樣品，即使核彈爆炸成功了，也作不出爆炸威力的結(jié)論，等于白做一場試驗，將對國家造成重大的損失。”
試驗隊進(jìn)場后，國防科委和空軍司令部首長們像以前一樣向我們強(qiáng)調(diào)：一定要“嚴(yán)肅認(rèn)真，周到細(xì)致，穩(wěn)妥可靠，萬無一失”，這是周恩來總理生前對核試驗參試人員的指示。首長告誡：“如果取不到樣品，即使核彈爆炸成功了，也作不出爆炸威力的結(jié)論，等于白做一場試驗，將對國家造成重大的損失?！必?zé)任之重，壓力之大，是不難想象的。要使無人機(jī)取樣成功，必須連過三關(guān)：“飛得起，穿得進(jìn)，回得來”。為此，南航組織了精干的參試隊伍，由陳片擔(dān)任隊長，劉剛和我擔(dān)任副隊長。全隊有飛機(jī)、發(fā)動機(jī)、無線電、飛行控制、電氣、儀表和起飛車等專業(yè)的科技人員和技術(shù)工人40余人。學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)宋昕副院長專程赴馬蘭機(jī)場指導(dǎo)工作。經(jīng)過20余天的努力，3架無人機(jī)的啟封、安裝、調(diào)試和檢測全部完成?，F(xiàn)在已進(jìn)入放飛前的最后時刻。
通信線不時傳來馬蘭機(jī)場的信息：
“零”前1小時，無人機(jī)起飛線檢測結(jié)束；“零”前20分鐘，載彈機(jī)起飛；“零”前10分鐘，無人機(jī)發(fā)動機(jī)開車；緊接著發(fā)出“起飛”指令。
我看著秒表，默計著無人機(jī)的運(yùn)動：起飛指令后，發(fā)動機(jī)油門加大，無人機(jī)加速滑行，10秒、15秒、20秒、25秒，已接近離車表速，27秒，應(yīng)該離地了，我焦急地等待著新的信息。
“無人機(jī)升空！”終于聽到了起飛線傳來的報告。我松了一口氣，轉(zhuǎn)而注視領(lǐng)航標(biāo)圖。地面雷達(dá)很快發(fā)現(xiàn)無人機(jī)目標(biāo)，它實時地給出無人機(jī)的飛行距離、飛行高度和方位，領(lǐng)航員將無人機(jī)的實際航跡標(biāo)到領(lǐng)航圖上，它與預(yù)定的軌跡幾乎完全重合。無人機(jī)上升到5000米、10000米、14000米，改平、轉(zhuǎn)彎、直飛，以850公里/小時的速度進(jìn)入試驗航區(qū)。不久，第二架無人機(jī)也順利起飛，其飛行航線同樣繪到領(lǐng)航圖上，它的穿云高度是12000米。兩架無人機(jī)，一高一低，一前一后，快速地向爆心上空飛去，我的心情也逐漸地趨向平靜。
領(lǐng)航員技術(shù)熟練，控制指令簡潔，無人機(jī)受控良好，性能穩(wěn)定，使我得以離開領(lǐng)航員片刻，到帳篷外面，觀看核彈爆炸的景象。我戴上深度墨鏡，以免眼睛被核爆炸瞬間強(qiáng)烈的閃光灼傷。擴(kuò)音器上傳來了投彈倒數(shù)的口令：“……5、4、3、2、1，投放！”大約過了十秒鐘，在東邊天際，一柱煙塵拔地而起，翻騰上升，旋即頂部擴(kuò)展為一朵蘑菇云，夾雜著棕紅色和灰白色，恰如擎天柱撐著一個巨大無比的華蓋。我趕緊打開攝像機(jī)，把這壯麗景象拍攝下來。
第一架無人機(jī)被高溫灼熱，導(dǎo)致油箱爆炸，機(jī)體分解，在云中燃燒了。
我回到領(lǐng)航員身邊，第一架無人機(jī)已完成穿云前一分鐘準(zhǔn)備，通過無線電指令，打開了取樣器的前門和后門。這樣，當(dāng)煙云中的氣流通過取樣器時，放射性塵埃就會被里面的袋狀濾布吸附下來?？赡艽藭r高空風(fēng)速比“零”前兩小時大,第一架無人機(jī)在“零”后6分鐘就進(jìn)入煙云了，比預(yù)案提前了兩分鐘。這時煙云還在翻騰，無人機(jī)的安危令人擔(dān)心。果然，一分鐘后，地面雷達(dá)屏幕上無人機(jī)的光點(diǎn)突然變大，以后逐漸模糊而消失。這使我立即意識到，那是由于此時云中的溫度很高，無人機(jī)被高溫灼熱，導(dǎo)致油箱爆炸，機(jī)體分解，在云中燃燒了。
指揮所十分鎮(zhèn)靜，決定第二架無人機(jī)仍按預(yù)案穿云，并通知馬蘭機(jī)場，備份的第三架無人機(jī)迅速起飛。
在陽光的映射下，無人機(jī)英姿颯爽，矯健異常，儼然是凱旋的英雄。
“零”后15分鐘，第二架無人機(jī)進(jìn)云，煙云已開始隨風(fēng)移動。無人機(jī)對準(zhǔn)煙云中心，順風(fēng)穿過，在云中飛了兩分鐘，性能穩(wěn)定。出云后，轉(zhuǎn)彎、直飛、再轉(zhuǎn)彎，繞到煙云側(cè)后方再次穿云。“零”后22分鐘，第三架無人機(jī)飛臨航區(qū)，也同樣進(jìn)行了順風(fēng)穿云，出云后繞到煙云側(cè)后方，作再次穿云準(zhǔn)備。兩架無人機(jī)相繼于“零”后24分和32分鐘完成各自的第二次穿云任務(wù)。出云后，取樣器的前、后門先后關(guān)閉，以保持樣品的“干凈”。這時，在高空風(fēng)的影響下，煙云已拉得很長，濃度變得很淡，緩緩向東南方移去。幾天后，它將隨著大氣環(huán)流離開我國，進(jìn)入太平洋上空，變得無影無蹤。
現(xiàn)在，我們的注意力都已集中到無人機(jī)的回收上。當(dāng)指揮所領(lǐng)航員將第二架無人機(jī)引導(dǎo)到3000米高度，距離回收場30公里后，就交接給回收場領(lǐng)航員接力引導(dǎo)了。我也從指揮所出來，奔向回收場，觀看無人機(jī)返航。幾個眼力好的年輕戰(zhàn)士很快在東南方向發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。我順著他們所指的方向極目望去，果然看到一個小小的黑點(diǎn)，逐漸變大，朝回收場飛來?！耙饭狻敝噶畎l(fā)出后，機(jī)上立即發(fā)出兩束耀眼的白光。發(fā)動機(jī)的隆隆聲響由遠(yuǎn)而近，無人機(jī)已進(jìn)入回收場。在陽光的映射下，它英姿颯爽，矯健異常，儼然是一位凱旋的英雄。根據(jù)當(dāng)時的風(fēng)速、風(fēng)向，領(lǐng)航員將它引導(dǎo)到指揮所東北1公里處降落，那里正好是下風(fēng)位置，機(jī)體上沾染的放射性塵埃不會吹向指揮所周圍的參試人員。
人們紛紛跑過去，要一睹英雄的風(fēng)采。出于安全，大家被擋在無人機(jī)200米以外，只允許取樣突擊隊員驅(qū)車趕到無人機(jī)近旁。遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，無人機(jī)著陸情況良好，外掛于左、右機(jī)翼下的兩只取樣器完好無損。突擊隊員先用儀器探測了樣品劑量的大小，隨即打出兩發(fā)信號彈，這是事先約定的樣品已取到的信號。人們情不自禁地跳了起來。接著，取樣隊員用長鉤子打開兩個取樣器的快卸接頭，使它們頭部向下翻折，取出里面的濾布，放入一個厚壁鉛罐中。這兩塊吸附了大量放射性塵埃的濾布價值連城，科技人員將用它們進(jìn)行放化分析，從中取得極其重要的數(shù)據(jù)，對這次核試驗爆炸當(dāng)量作出科學(xué)的結(jié)論。
我剛用攝像機(jī)錄下這些難得的鏡頭，指揮所就要我趕緊回去。原來第三架無人機(jī)下降速度比預(yù)計的快，可能不到回收場就要落地。我讓領(lǐng)航員相繼發(fā)出“平飛”“推油門”等遙控指令，使無人機(jī)加速平飛一段距離，然后再發(fā)“下滑”指令。這樣處理后，第三架無人機(jī)也安全飛抵回收場，降落在指揮所以北偏西1.2公里處。不久，又有兩發(fā)信號彈升空，告知第三架無人機(jī)也取到樣品了。全場參試人員歡呼雀躍，大功已經(jīng)告成，我們沉浸在勝利的歡樂中。指揮員、領(lǐng)航員連聲稱贊無人機(jī)性能優(yōu)越，受控良好；我也感謝他們沉著果斷，技術(shù)高超。國防科委副主任張震寰過來握著我的手，深情地說：“感謝南航同志，你們是有功之臣，造出了我國自己的無人駕馭取樣機(jī)?！?br> 前沿指揮所頓時從大地上消失，唯有兩架無人機(jī)，像鏖戰(zhàn)之后的山鷹，降落在戈壁灘上歇息。
直升機(jī)載著裝有樣品的鉛罐飛走了，大家忙于撤離現(xiàn)場。帶有強(qiáng)放射性塵埃的無人機(jī)就在附近，地面風(fēng)速、風(fēng)向變化無常，這里不是久留之地。頃刻之間，帳篷拆下，桌子抬走，天線桿、風(fēng)標(biāo)桿一一放倒，參試人員帶著自己的文件、圖表、儀器、設(shè)備紛紛離開，前沿指揮所頓時從大地上消失，唯有兩架無人機(jī)，像鏖戰(zhàn)之后的山鷹，降落在戈壁灘上歇息。一輛推土機(jī)緩緩地向一架無人機(jī)開去，為防止機(jī)上的核塵埃隨風(fēng)飄揚(yáng)，它們都要被就地掩埋起來。它們將長眠于此，不知要過多少年代。
我也上車了，卻久久地望著這兩架無人機(jī)，依依難舍，不忍離去。是它們從容地進(jìn)出煙云，取到樣品，立下赫赫戰(zhàn)功。我也忘不了第一架無人機(jī)，它無畏無懼，沖進(jìn)火云，化成萬點(diǎn)金星……在開屏吃了中飯，就乘飛機(jī)返回馬蘭。飛行員特地讓我們到 “爆心”所在地上空轉(zhuǎn)了一圈。但見下面一片土黃，沒有樹木，沒有花草，只有隆起的土包，稀疏的溝壑。想象中布滿沼澤和蘆葦?shù)牧_布泊不見了。據(jù)說，這是由孔雀河水源在上游被控制利用，不再向下游漫流造成的。也許因為飛機(jī)飛得太高，我看不出爆心與周圍有什么異樣。飛機(jī)向西北飛行約150公里，在左側(cè)舷窗外出現(xiàn)了博斯騰湖泛起的銀光，我們從湖邊上空飛過。不久，下面出現(xiàn)了一片綠洲，寬闊的馬路、挺拔的白楊、整齊的營房，還有戰(zhàn)士們自己耕種的菜地，那就是核試驗取樣參試隊伍的駐地和無人機(jī)的起飛線———馬蘭機(jī)場場站了。那里，隊友們正翹首等待我回去，向他們報告無人機(jī)穿云取樣圓滿成功的喜訊。
