李志
1957年,蘇聯成功發射了第一顆人造地球衛星,開始了令人振奮的太空技術探索和研究,航天系統飛速發展。蘇聯火箭專家、航天系統總設計師謝爾蓋·巴布洛維奇·科羅廖夫完全脫離了洲際彈道導彈的研制工作,以他研制的R-7洲際彈道導彈(著名的“7號彈”,北約代號SS-6)彈體為原型,增加幾級后變成了很好的運載火箭,利用這一型運載火箭首先將一枚人造衛星送入地球軌道,之后又將世界上第一艘載人航天器“東方-1號”送入太空。當時全蘇聯都感覺自己親自參與了這一征服宇宙的突破行動,在他們這一時期實現了人類多年的夢想。當航天員尤里·加加林從太空回到地面時,全國人民感情的炙熱程度,體現出的團結精神,只有1945年5月9日的勝利日可以與之相媲美。
赫魯曉夫支持科羅廖夫的觀點,他們認為,蘇聯已經過渡到導彈和太空時代,進入到核武器時代,而常規武器,如飛機、艦船等已經落伍了。發生核戰爭時,飛機尚未起飛就被擊毀,水面艦船來不及發動進攻就被炸沉了。潛艇依然享有某些優先權,因為它們可以攜帶彈道導彈進入到深海區域。國家領導人開始鐘情于航天技術,尤其是軍事用途。航天技術成為國家防空的一個主要組成部分。在航空工業領域也發生了一些事件,與此相呼應。例如,屬于航空部所屬機構(他們研制的巡航導彈主要用于海上作戰)的佛拉基米爾·切洛梅(后被稱為反艦導彈之父),就強烈要求自己的企業轉軌,研制航天系統。
在這種背景下,蘇聯運載火箭專家、飛機設計師們展開了一場論戰,這里面既有政治因素,也有技術因素。參加論戰的有蘇聯運載火箭三巨頭楊格爾、科羅廖夫和切洛梅,航空界的圖波列夫等飛機設計師,中央空氣流體動力研究院的院長斯特魯明斯基。隨著蘇聯解體,當時的論戰內容逐漸解密,這里將這場論戰的一些細節內容披露給大家,以饗讀者。
彈道導彈與巡航導彈之爭
早在1952年,鮑曼工學院M1教研室菲奧多謝耶夫教授舉辦了一場學術辯論。這個教研室負責培養彈道導彈方面的專家,科羅廖夫作為副教授,負責授課。當時切洛梅的設計局以第52廠作為基地,這塊場地現在屬于蘇霍伊設計局。由于沒有能夠解決脈沖發動機存在的問題,使FAU-1導彈的仿制落空,最后也導致渦輪噴氣發動機巡航導彈項目失敗,這個設計局因此被解散。切洛梅留在菲奧多謝耶夫教研室擔任教授,而科羅廖夫當時還在楊格爾的領導下擔任第88研究所的型號總師,遠沒有今天這么出名。
當時辯論的主題是:在現代武器中,彈道導彈和巡航導彈哪一個具有優先權。切洛梅講述了巡航導彈設計思想及相關技術,并且論證巡航導彈是武裝力量的主要武器,其理由是廉價:造一枚彈道導彈所花費的人力物力可以制造出若干枚廉價的巡航導彈。戰時可以采用蜂群式進攻方式將大量的巡航導彈投送到敵方區域,這些導彈可以使敵人的防空系統癱瘓,因為其數量明顯超過彈道導彈。由于當時還沒有出現反導系統概念,依靠高炮無法攔截巡航導彈,因此,巡航導彈是占有絕對優勢的一種武器。
這種辯論不會得到任何結果,但很有意思。早在1952年,切洛梅就有理有據地提出了巡航導彈的使用思想,并且隨后變成了有效的理論。他已經能夠運用概率參數證明巡航導彈的作戰優勢,比如,防空系統擊落導彈的比例、由于技術原因偏離軌跡的導彈數量等。后來的實戰結果證實了他當時的推斷。今天俄羅斯和美國的三位一體戰略武器中,就包括帶核彈頭的戰略巡航導彈、洲際彈道導彈。專家們認為,這些武器結合在一起,就可以保證核高壓態勢的基本穩定。
當然,那時候還沒有這個術語,但切洛梅的觀點清晰地捍衛了巡航導彈的地位,他認為,巡航導彈是永遠值得信任的武器。就是這樣一個一直宣傳巡航導彈使用思想的人,突然轉向彈道導彈,并且提出要研制強大的運載火箭和航天系統。
在那個年代里,這一切最終推動蘇聯航空部采取了特殊的發展方式:縮小航空規模,優先發展航天。中國也深受影響,在長達20年的時間里,航空工業內部的新機型號很少。但美國并沒有按照這個方向走,所以在戰斗機研制領域美國一直處于領先地位。
切洛梅身處航空部體制內,很快就成為火箭技術領域的三個突出的型號總師之一。當時,火箭技術已經不可遏制地成為蘇聯人民和政府的最愛。
科羅廖夫屬于國防工業部管轄,他所在的第88研究所是在第8廠的廠址上建立的,這個廠也屬于國防工業部。這個所是專門為科羅廖夫建立的科學跟蹤基地。科羅廖夫一開始研制德國的FAU-2導彈,他的所有研究課題都與導彈和火箭有關。但后來他又開始研究民用的航天器,這給他帶來了巨大的榮譽。他不僅是有人駕駛航天器的型號總師,也是蘇聯在這一領域的奠基人。
而彈道導彈這條線在米哈伊爾·庫茲米奇·楊格爾的領導下繼續開展。楊格爾與科羅廖夫分道揚鑣后來到第聶伯彼得羅夫斯克,在那里組建了南方設計局。后來,主持設計SS-18洲際彈道導彈的費德羅維奇·烏特金接手了這個設計局分出來的軍用部分,成立了自己的設計局。美國人稱這部分人為“撒旦”(與北約賦予SS-18的綽號相同——編者注),他們曾經研制出許多原創性的武器方案,其中包括以鐵路機動方式部署的陸基洲際彈道導彈。
在航空部內,切洛梅是國內第三位導彈和火箭的研制者。科羅廖夫研制出“7號彈”R-7,并且已經裝備使用。這一型彈道導彈既可以軍用,也可以作為衛星、飛船等航天器的運載火箭,公開發射。楊格爾主張采用密封井發射洲際彈道導彈。在空天技術方面,切洛梅與楊格爾之間的爭論內容至今還沒有解密。但楊哥爾主張的彈道導彈發射方式很簡單:一次性發射裝置,而且比同類武器的發射費用低很多。簡單說,就是在地下打一個洞,在洞里放入巨大的卡盤和導彈,類似于導彈加卡盤的窖井。切洛梅認為,這種導彈發射一次就足夠了,沒有第二次——核戰爭一爆發,就意味著人類的毀滅。可以說,他的這種想法獲得了最后勝利,基于這種思想,切洛梅研制出100號彈道導彈(UR-100,北約代號SS-11),這也是第一枚貨真價實的核盾牌式彈道導彈,可以令蘇聯在任何軍事沖途中保持穩固的地位。
在這一型導彈研制之前,赫魯曉夫揮舞著拳頭說:我們可以讓任何敵人毀滅10次,但這只是虛張聲勢而已。當時蘇聯只裝備了唯一一型洲際彈道導彈,核導彈盾牌就更談不上了,這需要巨大的物質消耗。切洛梅提出的導彈系統可以大大減少導彈盾牌的建設費用,這使他獲得的榮譽更進一步:成為這一領域的總設計師。為了研制相對廉價的彈道導彈,切洛梅做出了巨大的貢獻,況且他還采用了非常規的設計思路。
科羅廖夫、楊格爾所研制的導彈和運載火箭也利用了航空技術,如在彈體上采用承力構件、圓形框段,并用金屬蒙皮將這些構件包上。赫魯曉夫的兒子謝爾蓋·尼基托維奇就在切洛梅的設計局工作,切洛梅充分利用這一機會,獲得了與赫魯曉夫接近的機會,向赫魯曉夫吹噓米亞西謝夫設計局(現在稱為赫魯尼切夫工廠)的成就。當時弗拉基米爾·米哈伊洛維奇·米亞西謝夫(又譯作米亞西舍夫)已經調到中央空氣流體動力研究院任院長,切洛梅掌管了這家設計局,作為自己的一個分部,同時也獲得了米亞西謝夫設計局所有設計和技術儲備,可以同其他設計局競爭。
當時,米亞西謝夫已經研制成功了M-4(北約綽號“野牛”)4發戰略轟炸機,正在研制M-50超聲速戰略轟炸機。M-4也是蘇聯第一型洲際遠程戰略轟炸機,圖-16就是以M-4為基礎研制的批生產型轟炸機。在研制M-50時,米亞西謝夫并沒有采用傳統的承力結構,而是使用了承力壁板。這些承力壁板毛坯先用化學銑加工,然后再進行機械加工,上面加入加強筋,成為飛機的主要承力結構。在機身和機翼內部填充了筒狀夾層材料。加強筋解決強度問題,節約出來的空間用于裝載燃油。這種被戲稱為“夾心餅干”的夾層結構,是一種具有重要意義的結構方案,可以使飛機實現超遠距離的飛行。
但是,由于當時航天和火箭領域的巨匠們“關閉了戰略轟炸機的大門”,切洛梅轉而利用了米亞西謝夫在M-50飛機研制中體現出的設計思想,研制出了兩型導彈,并且發揮了歷史性的作用。這就是 100號導彈UR-100和500號導彈UR-500。以UR-500為原型誕生了著名的“質子”號——俄羅斯最重的運載火箭。直至今日,科羅廖夫的7號和切洛梅的500號還是俄羅斯解決各種航天任務的主要運載火箭,包括向空間軌道運送航天員、貨物等。世界上還沒有任何其他運載火箭超過他們。
米亞西謝夫的“夾心餅干”式彈體結構及其他新穎有趣的技術方案,讓切洛梅的導彈/火箭研制沖在了前面。但這些技術措施并非一蹴而就,一開始提出的這些建議,在當時是令人反感、超乎想象的。因此,軍方人士不懷好意地嘲笑說:楊格爾在為我們工作,科羅廖夫在為塔斯社工作,而切洛梅在為抽水馬桶工作……
這種毫不掩飾的言語暗示人們:科羅廖夫沉溺于航天系統的發射,這多少帶有宣傳的味道,但得到的結果與實際物質消耗不相稱;切洛梅向世人證明,有能力將某個物體送入太空軌道,能夠解決人在太空中的生理問題,所以將來也會將人送到那里,但這些成就無法與我們今天的生活現狀相稱。但是,沒有航天技術的進步,人類的進步也無法想象。科羅廖夫的作用在于掌握了近地空間航天技術,所取得的成果巨大、引人注目。但是,在那個時代,人們談論他的時候,很少有人能夠從人類征服太空的角度去認知。
飛機與火箭之爭
這樣的轉折對蘇聯乃至中國的航空工業產生了巨大的影響。為了回應這一事件,1959年秋天,蘇聯航空部召開了歷史性的全體成員大會,這次會議只討論一個主題:航空工業到底向哪個方向發展?需要靠近運載火箭這只獨木舟,還是繼續干自己航空分內的事。會議爭論得很激烈,當時蘇聯航空界所有主要的總設計師、型號總師和學者都發表了自己的看法。
由于受到了來自國家領導人的政治壓力,并且已經定下來發展運載火箭技術的調子,因此很多人已經開始站隊。斯特魯明斯基院士代表中央空氣流體動力研究院發言。他附和了蘇共中央和蘇聯政府的觀點并且證實說:現在已經迎來了航空時代結束的時刻,即使沒有結束,也只有民用航空會得以保留,因為一系列國民經濟問題只能依靠航空去解決。至于軍事用途,軍用飛機已經在國防領域處于次要地位。排在前列的有地空導彈、彈道導彈和其他類型導彈,有人駕駛作戰飛機將要被淘汰。
在這些發言中,安德烈·尼古拉耶維奇·圖波列夫做出的判斷英明而且理智。他走上講臺,開始發言。發言內容大概是這樣的:年輕人!現在大氣層還在,人們還要在大氣層內飛行。所以希望你們能夠珍惜大氣層!不要害怕,航空是不朽的。航空永遠會存在,你們不要害怕……
這次簡短的發言如同醍醐灌頂,很多人瞬間清醒。航空部全體大會以后,沒有再召開更高級別的其他會議。但蘇聯政府誕生了一個新的部門——通用機器部。除了原來國防工業部內負責地空導彈和火箭研制的廠所劃歸這個部以外,航空部內航天項目的研究人員和設計師都轉到了這個部。其中包括:切洛梅及其設計局;第1研究所,即過去的凱爾迪什研究中心(研究液體噴氣發動機);拉瓦什金設計局,他們放棄航空項目,轉去研究解決進入外層空間問題,即所謂的探月火箭;還有其他一些研究機構。國防工業部內科羅廖夫領導的第88研究所及其一批工廠也轉到這個部。新成立的這個部的第一任部長是阿方納西耶夫。這樣,蘇聯科學技術領域就誕生了一個特殊的研究方向——航天運載火箭領域。
據蘇聯專家分析,這項決定對蘇聯航空航天技術一體化的發展帶來了巨大的損失。在全世界范圍,歐洲、美國和其他大國,從事運載火箭系統研制的公司都隸屬于航空系統。因此,兩者之間存在著設計思想和技術上的相互交流,雖然在兩個方向上奔跑,但沿著同一技術路線前進,彼此可以互相促進。正如前面所引用的一個例子:米亞西謝夫在航空領域取得的成就,幫助切洛梅研制出新型火箭,讓他在競爭中超前。這種結合可以降低系統的研制費用,避免重復性的勞動。在蘇聯,同時成立了兩個并行的強力工業部門,不僅存在著部委之間的行政壁壘,而且彼此孤立,獨自奮斗。首先,存在著設備上的雙重消耗,如工裝夾具的制造、設計集體的組建、研制體系和試驗基地的重復建立等。其次,在10年內相近領域知識之間將會形成一個彼此隔離的分水嶺。
之所以會產生這樣的分水嶺,是由于航空部全體會議的召開,在國家領導層之間已經出現了相互矛盾的聲音。比如,在航空部部長戴門蒂耶夫與蘇共中央主管國防問題的書記烏斯季諾夫之間就出現了問題。他們之間彼此不睦,互不欣賞。戴門蒂耶夫希望盡快擺脫航空部內突然快速成長的航天嫩芽,比如切洛梅,大概這家伙沒少折騰航空部部長。而烏斯季諾夫從國防工業系統起家,試圖盡一切力量減輕科羅廖夫及其戰友們的負擔,畢竟這些人比航空系統與他更親近,況且在他擔任國防工業部長期間,正是他本人提出的基于彈道導彈/運載火箭的核盾牌的構想。這是他的寵兒,并且由此誕生了通用機器部。但所有這一切進展的并非一帆風順。
登月計劃的失敗
雖然說切洛梅一開始粗制濫造了許多廢品,但隨后還是研制出一些精品,先是UR-100導彈,隨后是UR-500導彈,并且開始著手研制UR-700型導彈。研制成功UR-500導彈后,切洛梅又以這型導彈作為運載火箭的原型機,開始進入航天領域。由于一個部內出現了兩個總設計師科羅廖夫和切洛梅,他們之間必然存在競爭。正好當時全國都在響應“當之無愧地為蘇維埃成立50周年獻禮”的號召,蘇聯政府為此決定開展“登月計劃”。
科羅廖夫研制的是大推力的N-1運載火箭,但從一開始就摻入了惡劣的意識形態思想。他們采用了大推力的液體火箭發動機,但從技術角度很難實現。科羅廖夫提出,在火箭上捆綁40臺庫茲涅佐夫研制的發動機,并且寄希望于通過調節發動機推力來保證火箭所需要的橫向操縱力矩。但由于存在工程誤差,這種調節方式無法保證火箭操縱過程的均勻性,而且還在結構上產生了不對稱載荷,需要進行結構加強。這進一步減少了火箭的有效載荷。
這些載荷已經事先計算好,他們正好可以保證飛船登上月球、著陸并返回地球。此時,設計師們又決定直接將飛船送入月球軌道,這就需要運載火箭能夠舉起更大重量的有效載荷。美國也有類似的“阿波羅”登月計劃,他們研究了登月艙與主船的分離技術,從月球軌道上出發,登上月球,然后離開月球,再與主船對接,然后返回地球。這種技術方案看似十分繁瑣,但實踐證明,這在當時——20世紀60年代是唯一可行的方案。

N-1方案沒有走成。在N-1火箭發射試驗時出現過幾次爆炸,并且毀壞了相當昂貴的發射裝置。即使在科羅廖夫去世后,他的繼任者米申仍然試圖完成這項計劃。
切洛梅則沿著另外一條技術路線前進。他以UR-500為原型機,希望通過增加發動機的數量研制出UR-700型火箭,這一型火箭的運載能力與美國的“土星”-5重型運載火箭相當,后者可以保證“阿波羅”登月計劃所需要的全部有效裝載。但UR-700火箭無法直接飛向月球,需要圍繞月球飛行。因此,切洛梅也開始研制登月艙,它可以在飛船圍繞月球飛行時將航天員送到月球表面上。當時計劃在1967年11月——十月革命50周年時完成方案,發射飛船升空,向全國人民獻禮。科羅廖夫團隊和切洛梅團隊在通用機器部內部進行競爭,這個部的研制工作受到烏斯季諾夫強烈的政治影響。
這時候,切洛梅的主要支持者——赫魯曉夫已經被解除國家領導人的職務,烏斯季諾夫立刻重新審視整個航天技術線。赫魯曉夫的兒子謝爾蓋也被趕出了切洛梅設計局,當時國家成立了若干個委員會,審查這個設計局的各項工作。登月飛船委員會主席由鮑里斯·尼古拉耶維奇·彼得羅夫院士擔任。這個委員會負責審查運載火箭問題。
烏斯季諾夫說:國家不可能同時開展兩個像科羅廖夫和切洛梅這樣昂貴的研制計劃,需要放棄一個。他自然希望保留科羅廖夫的N-1項目,但這個項目也不能在短時間內獲得成功,這時候,正好美國已經實現了登月計劃,形勢對美國人有利,因此科羅廖夫和切洛梅的研制項目都關閉了。最終在登月計劃上,蘇聯輸給了美國。
最早提出的空間防御方案
早在赫魯曉夫時代,切洛梅提出了兩個空間防御設想:一個是研制衛星殲擊機,這可以保證我們獲得空間制空權;另外一個設想是研制衛星偵察機,支持海基巡航導彈作戰。
切洛梅研制出幾型反艦巡航導彈,但他們都有一個致命缺點:其射程受到雷達搜索距離的限制。也就是說,如果敵方艦船處于水平線以外,則任何大功率的雷達都無法發現目標,雷達只能在電磁波直射區域內探測目標。如果建立了衛星偵察系統,就擁有了監視全球海洋的能力,可以發現任何海洋作戰區域內的艦船目標。巡航導彈從衛星處獲得了外部目標指示后,從潛艇或水面艦船上發射,就可以打擊處于直視區域以外的目標。
專家們認為,這個想法切合實際,技術上容易理解。它把分散的軍事力量封閉起來,形成一個統一的系統。依靠這個系統,蘇聯就可以在廣闊的海洋上采取軍事行動。這套系統在蘇聯時期就已經建立并投入了作戰使用。按照這一思想,蘇聯曾經建立起SPRN系統,即核導彈攻擊預警系統,天上的衛星可以確定監視敵人彈道導彈的發射位置,不管是地基發射,還是從潛艇上發射,都可以確定其發射位置。
至于衛星殲擊機概念,很多人無法理解其內涵。原因是殲擊機首先需要進入到空間基本軌道內,搜索并發現目標后,通過加速或減速機動轉到目標軌道內,然后接近目標并消滅它。這不同于導彈攻擊,導彈需要與目標軌跡交叉后才能擊落它,而這種方法需要將飛船停靠在空間站,然后使衛星失去工作能力,這是今天廣泛采用的方法。人們之所以不理解衛星殲擊機概念,是因為敵人很容易“找到”衛星殲擊機的中間軌道,使用反擊措施對抗衛星殲擊機。不管怎么說,這種系統也曾經研制過。
俄羅斯航空系統研究院院長費多索夫回憶說:
“當時,我們院也受到了這些航天運載火箭的影響。當我擔任副院長時,正是空間飛行研究最炙熱的時候,切洛梅不僅積極參與其中,而且積極推動各種想法的實現,再加上赫魯曉夫的支持,我們這個航空武器系統的主要研制機構,鬼使神差地研制起衛星殲擊機來。我們所還在某種程度上參與了海基巡航導彈和衛星偵察機的研制,還有衛星控制技術的研究。這種系統還被冠以切洛梅衛星殲擊機控制系統的名稱。
“在院里,以從事反導武器研究的我們室為班底,還有托普切夫領導的第4實驗室的部分人員,共同組建了一個設計集體,從事航天項目的研究。我正好從事過導彈研究,接受過這種思潮的影響,而且掛著副院長的頭銜,自然想盡一切辦法推動這一方向的研究。由于我是鮑曼工學院的畢業生,還是研究生,與切洛梅的私交很好,而且當時他還在航空部內,所以我們第2研究所很快就爭取到這方面的研究課題。當切洛梅及其部下轉到通用機器部以后,航空部開始清醒地認識到這種盲目的航天熱帶來的危害,開始回到‘大氣層,大部分外太空的研究項目逐漸走向衰亡。
“盡管如此,我們院成立的這個新機構仍然與切洛梅齊頭并進,緊鑼密鼓地研究航天項目,當時如同空空導彈的研制初期一樣,我們和他們都對航天知之甚少。為了擺脫這種無知狀態,我們開始利用大型計算機進行編程,進行彈道軌跡計算。我們國家許多研究部門開始加入到科羅廖夫的研制項目中。首先是凱爾迪什應用數學研究所,他們研究航天飛行彈道學、飛船軌道修正等。這個研究所由奧哈采姆斯基領導,我們與他們進行了密切合作,開展衛星截擊機和衛星偵察機的飛行估計計算研究。從數學觀點看,航天動力學計算引發了潮水般科學和工程問題的出現。
“在這一時期,我們開始研究航天器的生存力問題,防范航天器遭受流星雨及其他空間因素的作用。我們所曾經研究過作戰飛機的生存力,為此做過大量試驗,驗證飛機機體的耐久性,例如子彈射擊、炮彈破片打擊等試驗。航天飛船的機組成員也會遇到類似問題,他們如同參與星球大戰一樣,但他們的防范措施需要考慮空間速度。”