我曾经当过核潜艇上的一颗替代螺丝钉
https://ss2.meipian.me/users/2872065/7f3d6d2a4e4740eea15deff6f066cf56.jpg-mobile中央电视台播放《国家记忆》系列节目，那一天讲的是我国核潜艇的立项、开发、研制过程。勾起我科研生涯的一段回忆。节目中说，我国曾在1958年就立项要研制核潜艇，后因财力等原因暂停，给原子弹让路。六十年代原子弹，氢弹相继爆炸成功，于是核潜艇又提到日程上来。新规划中要组织全国两千多个研究所、大专院校为该项目服务，我所也是其中之一。解放初期，我国成立了八个机械工业部。第一机械工业部搞民用机械，简称“一机部”。我们叫“材料试验机研究所”，直属一机部仪表局，第一汽车制造厂直属一机部汽车局。二机部搞原子能。三机部搞飞机等航空器。四机部搞电子工业。五机部搞枪炮类常规武器。六机部搞船舶。七机部搞火箭、导弹等。八机部搞农业机械。
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当年搞材料试验设备的研究所全国只有我们一家。所以军工部门需要的设备也交给我们研制。包括飞机喷气发动机需要的超高温(接近3000℃)试验机，火箭液氢发动机所需要的超低温(液氢温度为零下269℃)试验机。当年国家的管理制度全部照搬苏联的。每个重要单位、每项重要课题或文件都定有保密等级，分“绝密”、“机密”、“保密”三等，每等又分若干级。核潜艇属于“绝密”级项目，对外称为“09工程”。我们单位要经常接触“军工项目”，被定为“二级保密单位”。因为“帝国主义”如果知道了你们在研制什么试验机，就可以推算出我国在搞什么项目，搞到什么水平。例如六十年代初时我们研制800℃高温试验机，后来提高到1600℃，几年后又提高到2500℃，这说明我国正在研究某种耐高温材料，从温度可以推算我国喷气发动机已经达到了什么水平，因为他们是一步一步走过来的，所以他们马上就知道我们落后了多少年。
“09工程”任务下达后，所里也马上成立了课题组。题外话:当时我们知道“09工程”是核潜艇。还知道研制基地在我国大西南的山沟里，这让我们很纳闷，“潜艇”与“内陆”怎么也联系不上，怎么回事？但是我们受的保密教育告诉我们:“不该问的不问”。而且这问题所长也回答不了，你还能问谁？
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当年满街都是大标语:“老子英雄儿好汉，老子反动儿混蛋”！“龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞”。所以课题组成员清一色是红五类子弟，我这样的黑五类子弟是没有资挌参加的。
09工程的任务就是研制一台非常特殊的电子万能试验机。试验的材料是放射源材料，如铀、钚等。由于国外(包括苏联)的技术封锁，中国对有关知识所知甚少，一切都要靠自己从头开始摸索。例如这放射性材料究竟机械性能什么样？像豆腐渣？还是像金钢钻一样硬？像玻璃一样脆？还是像牛皮糖一样有弹性？研究者不但要定性，还要有定量的数据。这就必须用一台试验机来测试，才能获得相关数据。
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具体来说：
1，整台试验机所有零件全部用不锈钢制造。
因为试验结束后，试验机受到严重放射性污染。人再也不能靠近了，不能进行进一步改造，出了故障也没法检修。为此，要求试验结束后可以用浓酸对它喷淋冲洗，以清除核污染。
2，试验机将被安装在一个特殊的试验室里，四周和房顶地面全部是厚厚的铅板，表面是不锈钢的，装铅墙是为了防止核幅射外洩，装不锈钢板是为了对付酸洗。
3，因为人不能靠近，所以装卸试样用机械手操作。墙上有一块大面积的铅玻璃，两只机械手穿过墙壁，人在外面操纵墙外的机械手，墙内的机械手随之从铅容器中取出试样，放入夹具中，再将夹具夹紧或松开。
当年的机械手不是今天的智能机器人，是纯机械结构的。两只手臂穿墙而过，可以前进后退，可以转动，前面有小臂，可以伸曲，小臂前端有手掌，但每个手掌只有大姆指和食指。
一切动作都是靠导轨，钢丝绳，滑轮实现，没有一个电子元件。操作者在玻璃窗外把机械手的两个手指套套在手指上，手指怎么动，里面的手指也跟着怎么动。
试验机的电机和控制部分都在墙外，只通过一根传动轴穿过隔离墙与主机相连。
电子万能试验机当年我所己经做过，是仿制日本进口户品。再做一些机械方面的改进设计也不是什么难事。全部用不锈钢制作也不是难事，只要是“09工程”用的，国内任何部门都是一路绿灯。有的材料牌号国内不生产的，可以不惜重金进口。所以进展比转顺利。
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我们所生产的标准型的电子万能试验机
但是总装完成后综合试验时出问题了。问题出在速度控制部分。一按电机“起动”按钮，电机不转，只听“啪”的一声，保险丝断了。换了保险丝，还是那样。后来经过检查，发现是“可控硅整流器”烧坏了。换新的，还烧，再换，还烧。“可控硅整流器”是当年国内最新出现的一种半导体器件，作用相当于一个大电流开关(闸刀)，它由一个很小的脉冲信号进行控制。试验机用的是直流调速电机，加的电压高电流大就转得快。试验机用的是交流电源，所以要通过两对可控硅整流器将交流变成直流。分别由两组脉冲信号来控制它的开和关，1秒钟开关50次，也就是1秒钟内要出现50个脉冲，间隔为百分之二秒。每个脉冲的出现时间只有不到千分之一秒。
我们搞科研工作，总是要应用最新技术，接触新问题。出现一些失败很正常。我看到的是，碰到问题时，不同的人有不同的处理方法。
第一种是学徒工水平:换元件，知道哪个坏了就换哪个。不知道哪个坏了就挨个换，换到问题解决为止。至于是什么原因造成的，就不去深究了，(这个人也不一定有能力去探讨)。这种办法常常是见效很快，手到病除。但个人知识一点也不会有长进。
我们那位仁兄就是这种水平，换上新的，一按按钮，啪的一声，又坏了，耗时百分之二秒。从库里领了一大盒新的，不一会儿就全进垃圾桶了。要多少钱，全部由国家拿。反正那时候是没有经济核算这一说的。
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眼看着交货期越来越近，那位仁兄束手无策，领导干着急，也无计可施。最后实在没有办法了，只好放弃阶级路线了，所长来请我这个“可以教育好的子女”出手帮忙。俗话说，“山中无老虎，猴子称大王”，在此之前，我们这种课题组外的人员，是不能去打听课题进展情况的，也不能进那个试验室。找到我以后，以我的性格和觉悟，肯定不会拿把，摆架子，幸災乐祸，而是全力以赴，尽心尽力去为国效劳。相比之下，我是“山大王”水平，当然不会用学徒工的办法。参与了之后，先了解故障现象，确定可控硅本身质量没有问题，再把电路图拿来进行分析，电路是照抄日本的，也肯定没问题。印刷线路板经检查也没有错误。问题在哪里？只能沉下心来一步一步地找了。电子电路结构像一串糖葫芦，输入信号进来到第一个单元，经过处理(放大或整流或滤波等)，依序进入第二个单元，第三个，第四个，最后输出。
每一个信号都是有规律的，某一个测试点应该是什么信号，(交流？直流？脉冲？正弦波？三角波？方波？幅度多高？频率多少？)。实测什么样？与设计思路要求的一样不一样？一样的就是这一级工作正常，不一样的就是有问题。很简单的一个道理。经过询问，知道概况了。这位仁兄只会照抄照搬，工作原理，信号流程还没有搞明白。装配完成之后，也没有逐级测试检查，就直接通电了，出了问题，脑袋里一片空白，也不知道应该怎么下手找毛病。于是只好先给他讲工作原理，告诉他每一个测试点应该是什么信号，然后一个点一个点进行测试。可控硅整流器的触发信号是脉冲信号，宽度只有千分之二秒，万用表是量不出来的，只能用示波器观察。因为涉及到两个脉冲的相位关系，还必须用双线脉冲示波器，所里有这种示波器，于是搬来使用，但是这位仁兄从来没有用过示波器，只好一边测量，一边教育。经过逐点测量，分析，问题搞清楚了。电路输出端有4只大功率可控硅，两两成对分别开通，把交流电变成直流，去带动电机。这开通信号由两组脉冲来控制，他的问题出在:两组脉冲相位调整得不好，某一瞬间会出现4只可控硅同时全部开通，相当于把电源火线和零线短路一样，瞬间电流非常大，可控硅先烧坏，接着保险丝烧断。问题找到了，解决办法也有了。在两个脉冲的前面加一个移相电路，调整好了就保证不会出现4只可控硅同时开通的状态。经过试验，问题彻底解决了。这台特殊试验机按时验收，包装，发运。
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“09工程”是个系统工程，而且是个大工程。研制过程中环环相扣，如果其中有一个环节出现问题，不能按时完成，就会牵一发而动全身，影响整体精度。我经过几天努力，终于及时解决了问题，“山大王”没有出丑，心中感到自豪和快慰。我只是一名替补队员。
问题是，日本人的电路为什么不必加移相电路？我的判断是日本人用的元器件质量好，参数一致性好，或者先经过测试删选，挑参数完全一样的配对使用，所以装成的电路板特性完全相同，不必再人为调整。
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最后还想说几句，核潜艇被称为“国之重器”。因为它是一个国家受到侵犯后最后可用的一个反击手段。陆地上的导弹发射基地，包括可移动发射车，航空母舰都在敌方的眼皮底下，如果敌方先主动出击，这些武器第一时间就会摧毁，失去还击能力。唯有核潜艇可以生存下来，进行还击。它出海可以潜伏半年，如果在你不远处发射核导弹进攻，任何反导系统都无法招架。所以我有核潜艇，对方绝对不敢轻举妄动。这是一个非常有力的威慑力量。
09工程确实是非常艰巨的工程。我的工作跟它有关深有体会。
是深有体会。 是深有体会。
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