第8章 《冰火奇缘》：历史——“中国必须要有氢氧发动机”
我国液体火箭发动机事业在短短几十年的时间里取得了举世瞩目的辉煌成就，得益于一代又一代科技工作者的创新与奋斗。他们依靠锲而不舍的态度在传统技术领域不断改进、迭代，他们凭借科学求实的底气在创新技术领域积极探索、尝试。
氢氧发动机的成功研制，就是一部推动我国液体火箭发动机技术实现大幅度跨越的生动创新创业历史。
一、洁净高能新动力
氢氧动力从这里起步
1965年3月底的一天，位于北京南苑的国防部五院第三设计部（中国航天科技集团六院十一所、北京十一所的前身）办公楼宁静肃穆，这里是我国最早从事液体火箭发动机设计的科研单位。
初春和煦的阳光和着清新的空气，穿过杨树叶的缝隙，轻轻洒进第三设计部任新民主任的办公室。身材消瘦却又精神矍铄的任新民，此刻正充满希望地看着面前那四张年轻的面孔，一种神圣的使命感在他的胸膛激荡着。
任新民用浓重的安徽口音郑重宣布：“今天起，氢氧发动机研究小组就正式成立了！”继而，任新民又向这些年轻人具体地介绍了当前火箭发动机的研制情况和对未来高能火箭发动机的设想，向他们交代了开展氢氧发动机研制的前期工作。
刘景生、闻毛楠、王晋桦、邹约翰，四个刚刚跨入航天事业不久的年轻人，细细地聆听着，静静地思考着。探索，对于他们已然成为愉快的追求，但对于几乎没有任何经验可以借鉴的全新发动机，他们似乎还没有足够的心理准备，既充满向往，又忐忑不安，一时竟不知该如何表达。
坐在一旁的科技处处长曾觉先为小组的年轻人打气：“别担心，有任主任带领，有大家的支持，我们一定能干成！”
任新民笑着推了推眼镜。这位放弃海外优厚待遇、毅然投身祖国航天事业的科学家，为中国航天创新发展的每一步而感到欣慰，尽管这艰辛的事业才刚刚起步，但他坚信，未来一定美好。
氢氧发动机，这个诞生于1958年的液体火箭发动机家族的新宠儿，天生地具备了低温、高能、环保的独特优势。它采用液氧和液氢作推进剂，具有化学推进剂火箭发动机中最高的性能，比冲较常规发动机多40%～50%，也就意味着燃烧相同质量的推进剂，它所推动的有效载荷比常规发动机要多出近一半，这对于大幅度提升火箭的运载能力是至关重要的。而且它燃烧后的产物为水蒸气，清洁无污染，特别适宜重复使用；易于点火，燃烧稳定且效率高，适用于各种动力循环方案。鉴于这些优点，氢氧发动机成为是运载火箭技术先进程度的重要标志之一，在航天技术中占有极为重要的地位。自美国研制出世界首台氢氧发动机后，苏联、日本等国也相继启动研制工作，几乎所有工业发达国家都希望早日突破氢氧发动机技术，使自己的航天技术处于领先地位。
研究氢氧发动机，是我国老一代科学家战略眼光的充分体现，更是党和国家高瞻远瞩、科学谋划的重要举措。
早在1961年，根据钱学森同志的建议，国防科委成立了140专业组，研究发展液氢在火箭上的应用问题，中科院开展了可行性研究论证工作；1963年10月5日，在最早从事低温技术研究和工程应用的一〇一所筹建液氢低温技术研究室，开展液氢低温技术的试验研究、液氢制备和氢氧的点火试验。这些工作为氢氧发动机研制工作的起步奠定了良好基础。而任新民等针对以氢氧发动机装备运载火箭，使我国尽早具备发射地球同步轨道卫星的能力，从而改变通信等重要技术领域落后局面的执着想法与建议，让氢氧发动机的研究进入新的发展阶段。
1965年9月，国防科委在上海召开专业组会议，确定了有关液氢的生产、运输、贮箱等一系列重要工作，进一步推动了氢氧发动机研究工作。氢氧发动机预研工作如火如荼地开展起来。
南苑大院那个春天的黎明，成为我国氢氧发动机事业起步的重要见证。
丹心一片闯新域
氢氧发动机具有“冰火奇缘”的特殊属性——液氢与液氧温度分别为零下253℃与零下183℃，发动机在工作之前，需利用液氢和液氧对发动机低温部件进行预冷，保证推进剂在发动机内部的稳定输送。而点火的那一刻，发动机瞬间达到极高温度，对于材料的耐高温性能又是一种考验。而且液氢的密度很小，又易燃易爆。氢氧发动机的这些特性，给刚刚成立的氢氧发动机研究小组带来极大的技术挑战，没有人可以请教，没有经验可以借鉴，一切只能从零起步，摸着石头过河。而在没有型号任务牵引的情况下，做好预先研究工作更需要勇气和坚持。
氢氧发动机研究小组组长刘景生，副组长闻毛楠，组员包括王晋桦、邹约翰。随着工作紧锣密鼓地开展，小组很快就扩充到十三人。任新民主任每周都来听一次工作进展汇报，和大家讨论重点问题，并指出下一步工作方向，为氢氧发动机的预研倾注了大量的心血。
研究小组这些充满干劲的年轻人在极其简陋的工作条件下，如饥似渴地收集着有关液氢特性和氢氧发动机组件方面的资料，尽心竭力地开展调查研究，他们边查边学，边交流研讨，学术气氛非常浓厚。一摞摞工整的学习笔记，一份份专业的技术报告，见证了这群年轻人的刻苦与执着，见证了中国人在航天技术上的孜孜以求，见证了中国在通往航天大国道路上的坚定脚印，见证了航天液体动力的这段峥嵘岁月。
1965年6月起，北京十一所和中科院力学所协作，在力学所怀柔试验台进行氢氧的燃烧试验。当时的条件非常简陋，试验设备的改动都需要设计员自己动手。每次去怀柔做试验，设计员都要一大早赶长途车，中午到怀柔县城后再徒步三十多里山路，直到傍晚才能赶到目的地。不过，有时会有“好运”——搭上路过的运煤车，设计员们坐在乌黑的煤渣上，身体随着颠簸的车身来回摆动，脑子里却冥思苦想着试验中可能发生的种种情况，想到解决方案时笑容便在布满灰尘的脸上绽放开来，露出一口洁白的牙齿。从煤车上下来，他们掸掸身上的煤灰，再到台上水库边洗把脸，便又急急地赶路了。
为了保证试验开展，有的人干脆就长期住在怀柔。在那段艰苦的岁月里，谁都没有丝毫怨言，大家一心盼着成功早日到来，以一片赤诚在氢氧发动机这片新领域奋勇开拓。
遭遇坎坷仍向前
在“文化大革命”的寒潮侵蚀下，航天科研生产指挥系统几近瘫痪，各项研制工作受到冲击，刚刚起步的氢氧发动机研究作为没有型号任务支撑的项目，受到的影响则更大。
北京十一所氢氧发动机研究小组组长被隔离审查，大部分组员被下放军垦农场改造；一〇一所刚刚起步的氢氧发动机试车台方案论证和调研工作无法继续，所领导和技术骨干被关进牛棚……但在如此混乱的形势下，氢氧发动机的研制者们仍然牢记初心，继续奋斗。
北京十一所黄洪大、黄国璋、徐有毅三名同志，在刘传儒所长的领导下，根据当时研制氢氧发动机必须解决的十大关键问题，与一部、七〇三所、一〇一所、十五所、中科院力学所、钢铁研究总院等单位保持密切接触，确保发动机预研工作不断线。他们暗暗下定决定：不能就这么下马，一定要把氢氧发动机的研制搞下去，等下放的人回来也有个交代。
借鉴中科院力学所500公斤推力氢氧燃烧室试验经验，北京十一所留守的同志和一部黄祖蔚、十五所陈克元等同志一起协商确定了800公斤推力的挤压式推力室试验件方案。他们向一〇一所提出了试车台建设任务书，并配合建台工作开展，同时完成了试验件设计出图；和二一一厂新工艺室的老师傅讨论确定了双铣刀铣槽式加工的新方案，轮流摇动组内那台唯一的手摇计算机，进行传热流阻计算，不久图纸就下了厂……
氢氧发动机研制队伍就是凭借着这股顽强的毅力在坎坷中前行。面对人员紧张、物资匮乏，他们凭借以新图强的执着信念，冒着风险千方百计地开展工作，全力以赴迎接曙光的来临。
氢氧发动机在我国航天液体动力家族的诞生和起步，凝聚了党中央的高瞻远瞩和国防科委等上级部门的英明决策，彰显了老一代航天科技工作者不守成规、不甘落后、尊重规律、勇于探索的进取精神，为我国科技事业的不断创新发展发挥了良好的示范带动作用，也为我们面临今天的全球科技挑战，敢为人先、永立潮头带来了强大动力。
二、逆流而上育新机
1970年，我国第一颗人造地球卫星发射成功后，中央军委决定将卫星通信系统的项目转为工程研制阶段。鉴于前期良好的技术积累，总体部向北京十一所发来氢氧发动机（YF-70）研制任务书，标志着我国首台预研型氢氧发动机的研制工作正式启动。前期的技术积累转化为实实在在的产品，对于氢氧发动机研制队伍是技术转化能力和创新突破意识的双重考验。
动荡中孕育的“三结合”
为开展YF-70发动机研制工作，北京十一所氢氧发动机研究小组的部分同志于1970年从军垦农场应招回所，加上进一步扩编、分组，成立了氢氧发动机设计室，研制队伍初步形成。在当时的政治氛围下，要按照正常的计划调度流程开展工作是很难的。氢氧发动机设计室负责人、莫斯科包曼高等工业学校副博士毕业的朱森元敏锐地注意到军管会提出的“知识分子要和工农兵相结合”的要求，萌生了直接下到试制工厂，与工艺师和工人一起边设计、边试验、边生产的“三结合”方式。
想法有了，但对于内向、羞涩的朱森元来说，直接给不熟悉的工人师傅分派工作，心里还真有些忐忑。
“我们有些试验件，只需要生产少量几件，你能不能插空安排一下？”朱森元渴求地注视着车间领导，心里揣测着各种可能。没想到得到的回答竟是如此爽快：“没问题，只要你们设计员跟着图纸走，我们工艺人员配合，编制好生产工序，一点问题都没有。”
在那个年代，做出这样的承诺需要何等的勇气，朱森元心里暖暖的。在报请军管会同意后，“三结合”的研制模式正式启动。
每天一上班，朱森元和他的同事们便身穿藏蓝色粗布工作服，穿梭在隆隆作响的机床中间。他们的目光在机床的丛林中搜索，他们熟悉每一张机床承担的任务，任务急的他们不敢去，其他的机床，只要刚刚停下来，没等师傅们取下零件，他们就会三步并作两步地跑过去，“郭师傅，快帮忙把这个轴车一下！”“王师傅，这个平台就差最后一道抛光了，拜托拜托！”……热情的工人师傅和工艺员们更是毫不怠慢，他们不介意未经晒蓝的图纸，不抱怨额外增加的工作，如果自己无法完成，他们还会带设计员去找别人帮忙。那段时间，车间变成了第二个设计室，设计员与工人师傅成了好兄弟。凭着这股浓浓的干劲，试制工作进展十分顺利。
“三结合”有力推动了预研工作的开展：800公斤推力的氢氧燃烧室试验件图纸早已下厂，但一直没有进展，而“三结合”队伍下厂后，不到一个月就生产出来了；针对试验故障集智攻关，及时解决了燃烧室头部面板的温度变形问题；自己动手，只用了5个月就完成了超低温高速齿轮试验台建设，破解了涡轮泵传动齿轮制造材料和润滑方案的难题……
但好景不长，寒潮再次袭来，氢氧“三结合”被指责为搞唯生产力论，忽视了对知识分子的改造。于是设计员们不得不去参加各种讲用会、批判会，接受再教育。更槽糕的是，通信卫星任务一度被搁置，氢氧发动机的研制工作几乎无人过问。再次面对困难，研制队伍依然没有放弃，他们到各大图书馆、高等院校以及中科院各有关研究所等进行调查研究、咨询和协作，边干边学，攻克了从零组件到系统设计的一道又一道难关，艰辛而富有成效地推动着预研工作的开展。
如今，回想起当年的“三结合”，已届耄耋之年的中国科学院院士朱森元仍感慨万千，“当年那股勇气和执着，源于我们对于航天事业的热爱，源于我们对于党和国家的责任，这是我们一辈子从事航天事业所坚守的初心”。
白手起家完成试验台建设
1970年，随着氢氧发动机设计生产任务的展开，一〇一站试验台建设也成为当务之急。鉴于二号台已开展过众多的常规发动机试验，具有一定的基础和许多有利条件，所里决定对其进行改造后用于氢氧发动机试验，这样做可以大大缩短周期、节约投资。但由于对低温技术的掌握才刚刚起步，摆在面前的难题比比皆是。
首先，由于液氢液氧都是低温推进剂，液氢贮箱、管路、阀门附件的设计、加工、材料和工艺等都涉及许多低温技术和真空技术的复杂问题。其次，测量技术方面，特别是低温测量，如超低温温度测量、流量测量和密度测量所涉及的测量仪器、测量方法和测量精度等都是当时世界上先进技术中的重要课题。再次，氢氧发动机的试验方法和安全技术也有许多特殊要求，如液氢的贮存、运输、加注排放，气氢的集中管理、安全防火，厂房设备通风，以及液氢气氢系统的净化吹除、管路绝热、密封等一系列关键技术。凡此种种，都等着技术人员去攻克。
“这是党交给我们最光荣的任务。”站长王子仁的嘱咐给了二号台指挥员张正坚定的信心。在试验工作专题会上，张正郑重地对大家说：“面对再多的技术问题，我们也要干下去，绝不辜负党和人民的信任！”他握紧的拳头有力地一挥，预示着千钧重担也能被航天人坚强的臂膀扛起。
第二天，二号台全体职工早早地在试车台的小广场集合，开始了他们“改天换地”的重要工作。为满足氢氧发动机试验的需要，全体职工大胆创新，攻克了一系列技术难题——
研制出低温截止阀、低温球阀、低温管路补偿器、低温真空管路等，解决了管路、阀门附件的设计、加工、材料和工艺等涉及低温技术的问题；自行设计制造的转子式流量计、超声波流量计、用于低温液体的高精度分节式电容液面计及具有补偿能力的低温动态液面测量仪解决了低温流量测量的问题；
研制成功液氢液氧密度传感器等低温检测器件，解决了低温密度测量的问题；
研制出热敏电阻温度传感器自动化测量体系，测量精度达到±0.22K，满足了氢氧发动机测量精度的要求……
绳可锯木断，水可滴石穿。没有办公室，职工们就在露天厂房探讨问题；没有食堂，他们就啃一口自带的干粮；没有厕所，他们就不喝水，一天不去厕所。经过几百个日夜的辛勤付出，终于在1971年上半年完成二号台上推进剂输送系统、测控系统、供配气系统等的安装和调试，并于9月23日成功进行4吨级氢氧发动机推力室首次点火试验，打响了氢氧发动机试车第一炮。1974年3月15日，我国第一台氢泵在二号台半系统试车成功，为我国打开了通向氢氧发动机新领域的大门。
因陋就简制成首台液氢贮箱
大型液氢贮箱是氢氧发动机地面试车台的心脏，既要满足多年重复使用要求，又要具备长时间贮存液氢的能力。液氢的沸点低达零下253℃，且密度小、导热系数小、表面张力小、黏滞系数小、易燃易爆、绝热要求高，给贮箱研制带来一系列复杂技术问题。为了不耽误试车台的建设，不让通信卫星工程误点，在党中央“自力更生，奋发图强”方针的指导下，面对巨大压力和技术难题，一〇一站决定自己设计和生产，并围绕30立方米液氢贮箱成立了领导、技术员、工人相结合的“三结合”小组，技术人员何德清负责容器设计，工艺员王秀峰带领工艺和加工人员密切配合。
30立方米容器，长7米多，直径3米，分内、外容器。为了满足夹层真空绝热要求的▽7以上，夹层的焊缝质量要求非常高，必须保证绝对密封不漏气。可当时的车间条件主要是为试车台加工维修件和管道附件，连生产一般的小容器的条件都不具备，但在“自力更生，奋发图强”方针的指导下，为了让我们国家自己的通信卫星上天，全体职工出主意，想办法，学技术，严要求，制作了很多容器生产所需的简易工装和土设备。
1970年8月的一个下午，天气闷热，乌云压顶，王秀峰一边挠头，一边唏嘘，大汗淋漓。
“嘿，又在想什么问题呢？”何德清笑嘻嘻地走进屋里，径直坐到他面前。
“同志，你吓我一跳，说说，这夹层表面抛光怎么办？车间的人都手动打磨两个月了，这样磨下去，卫星都飞了。”
“甭急，看看我带来了什么——”
王秀峰赶紧跑出去，一排自动往复地面板材抛光车、筒体抛光车、封头转动抛光车、伸缩抛光头等映入眼帘。
“我找了几个人利用布轮蘸砂方法制作了这几个设备。”
“你真是雪中送炭，赶紧送到车间，看看好不好用。”
自制设备的使用，使夹层表面抛光达到了当时标准▽7以上，夹层表面抛光的问题解决了，技术人员擦去额头上的汗珠又去攻克其他的问题。
车间里，工人师傅正在内容器的外壁上缠绕90层厚度为0.006毫米的镀铝聚脂薄膜，而且，每两层之间都垫了一层玻璃丝布。
8月的太阳又毒又辣，工人们后背上的汗不停地往下滴，玻璃丝导致的奇痒让人难以忍受，好多人身上起了红点儿。晚上几个工人相约着去洗个澡，当他们离开时，澡堂老板一脸疑惑，“你们快看，水咋还发光了呢？”
他们相视一笑，原来缠容器时玻璃丝沾满全身，肉眼无法看见，漂在水面时形成了波光粼粼的景象。
当时车间条件差，容器研制没有洁净厂房，技术人员就在普通厂房创造条件；没有技术条件，他们就用充满智慧的土方法来解决问题。不知又经过了多少个不眠之夜，科研人员又闯过了一道道技术难关——
为了保证缠绕质量，自制了一台自动打孔转动缠绕机；
为了保证缠绕层和进行缠绕时的环境干净、干燥，用石棉板制作了一个密封的缠绕烘烤和抽空室，用了数百个红外大灯泡进行烘烤加温；
为了加工筒体的对接焊缝坡口，制作了转动辅助设备，用支撑架把筒体撑圆找正，方便架在两个水泥柱上转动焊缝坡口；
所有焊缝都用氦质谱仪进行检漏数次，直到无任何怀疑；
抽真空时，昼夜倒班，断续地烘烤、加温，一直进行了数月之久……
艰难困苦，玉汝于成。
在基础薄弱、条件简陋、无参照样本、无完整资料的情况下，老一代航天人因陋就简，土法上马，攻克一系列关键技术和工艺难关，凭着自主创新的技术与能力，靠着不怕困难的豪情与斗志，终于独立设计、独立生产了我国第一台真空多层绝热容器，填补了我国低温贮箱研制的空白，为我国低温技术的进步做出了卓越贡献，同时容器的加工质量和技术性能也达到了当时的国际先进水平。
圆满完成首次全系统试车
在上级的坚强领导和大力支持下，氢氧发动机设计、生产、试验队伍努力克服“文革”影响，积极推动研制工作的开展，从方案论证到图纸设计，从样件生产到性能试验，他们艰难地走过了研制过程的每一步，攻克了难以想象的每一关。
1975年1月25日，天刚破晓，一〇一所二号台指挥员张正和其他参试人员一样精神抖擞地来到新改建的氢氧发动机试车台，迎接我国首台预研型氢氧发动机全系统试车这一关键时刻的到来。
整装集合后，全体参试人员精心实施，认真操作，各项工作按照试验步骤有序展开。随着最后一个系统人员的撤离，点火进入倒计时。
“全体参试人员请注意，准备试车！”指挥员口令一下达，全体进入试车状态，突然，测量岗一名人员按下指示灯按钮，“报告指挥员，流量计处温度异常”。
“怎么回事，马上要试车了……”大家心里七上八下，一时间千万个问号悬在头顶。
征得指挥员同意后，相关岗位人员立即赶到现场，进行问题排查，此刻对于液氢易燃易爆的恐惧早已忘在脑后。
经过多处检查，试验人员发现液氢管路结霜，由于液氢管路绝热差，出现液空现象，流量计和泵前温度偏高，达不到试车条件。为了不耽误试车，岗位人员迅速用发泡重新包裹管路，又在发泡外敷上一层防水材料，防止水蒸气再次进入管路。
大寒刚过，天气异常寒冷，而直接操作零下253℃的液氢管路，岗位人员的手都冻僵了。
当试车警报再次响起，“5，4，3，2，1，起动！”伴随指挥员清晰有力的口令声，试车程序起动，发动机发出震耳欲聋的怒吼，喷涌出一道炙热的橘黄色的火焰，场面甚是壮观。
“20秒按时序正常关机！”
“成功了，成功了！”
试验人员控制不住内心的喜悦，纷纷欢呼、鼓掌、拥抱。这次成功验证了我国氢氧发动机设计原理的正确性，标志着我国在高性能低温发动机的设计、制造领域取得重大突破。
从1975年1月至8月，YF-70发动机成功进行了4次整机试验，良好地满足了各项设计指标要求，标志着我国已初步掌握氢氧发动机的关键技术，跨入了国际宇航推进技术的先进领域。首台预研型氢氧发动机的研制成功，为我国首台工程应用型YF-73氢氧发动机的研制乃至长征三号火箭的立项奠定了坚实基础。
三、挫折铸就金刚体
为满足“331”工程通信卫星发射需要，我国于20世纪70年代初开展了首台工程应用型氢氧发动机YF-73以及常规推进剂发动机YF-40的研制工作，并且都取得了良好进展。以任新民为代表的科技工作者，从提升我国航天运载能力的长远角度出发，力主氢氧发动机研制，加上发射载荷的要求，YF-73最终被确定为发射通信卫星的第一方案。然而正如任新民对北京十一所氢氧发动机研制队伍所说的，“第一方案确定了，但第一的位置保住保不住，还取决于我们的工作”。为了满足正式装配火箭的要求，研制队伍开展了艰苦攻关，这一过程既是技术上的创新，又是思想上的拓展，其间积累的经验必将成为后续研制工作的宝贵财富。
“逆向思维”破解涡轮泵次同步共振问题
在1980年9月到11月进行的3次YF-73发动机试车中，接连发生了氢氧涡轮泵轴承碎裂、涡轮叶片严重磨损的现象，给氢氧发动机研制队伍带来巨大压力。
在北京十一所所长刘传儒的带领下，主任设计师王之任，副主任设计师朱森元、江希藩和研制队伍进行了深入分析和研讨。涡轮泵设计室主任李钊等认为，故障原因是涡轮转子工作状态不稳定，即出现了次同步共振问题。这一问题在美国高压燃料涡轮泵研制中也曾遇到，当时美国集中了各方面的大批专家，花了很长时间才得以解决，而我国在这方面的研究几乎是一片空白。
为了尽快找到次同步共振的振动信号和诱发原因，一院成立了由北京十一所、七〇二所等单位专家参加的攻关小组，同时北京十一所钱宗德、阎殿甲、丁增杰、陈欣如、曹天云、蔡其春、金仙琴等同志到北航、清华、西安交大、中科院等单位向教授专家求教，到北京图书馆、国家科委图书馆查找资料，结合YF-73发动机试车出现的实际情况进行了大量的理论分析和改进方案的论证工作。应主任设计师王之任邀请，七〇二所副所长曹美生以及张俊华、李宪珊、应桂炉等同志在部件振动研究方面给予了大力支持。
当新生的困难阻挡住研制进程时，北京十一所的设计员们自觉运用了逆向思维的工作方法。涡轮泵设计室设计组长阎殿甲结合多年的工作实践，对这种方法进行了总结和提炼——“世间的一切事物（包括技术故障问题）都是对立的统一，都是一分为二的。对于尚不了解或是从未遇到过的问题，由于情况要复杂得多，用正向思维的因果分析法可能一时解决不了，主动地用逆向思维方法去思考就有可能得到解决。”
主任设计师王之任和设计员丁增杰不约而同地运用逆向思维法提出了“死点轴承前移”的建议。丁增杰又从机理角度进一步深入分析，他认为，每次都是涡轮端轴承坏得最严重，其原因是该轴承既承受轴向力，又承受径向力，而且该轴承的冷却条件又不好，应用“死点轴承前移”方案也许能起到给涡轮端轴承减负的效果。
1981年初，采用这一方案的3次试车都获得了成功。
正当研制队伍认为找到打开胜利大门的金钥匙时，困难又一次降临。
在1982年3月至7月的3次试车中再次出现了次同步共振现象。面对挥之不去的困扰，阎殿甲、丁增杰等再次运用了逆向思维这一法宝。“从故障部位看，YF-73发动机涡轮泵与国外出现的涡轮泵次同步共振问题是相同的，都发生在涡轮端，而且故障发生后的破坏性也都很严重，但在液氢泵涡轮轴系支承方式上是不同的——我们采用的是刚性支承，而美国采用的则是弹性支承。美国人靠增加轴系支承刚性的办法解决次同步共振问题，而我们的涡轮泵轴系已是刚性支承，无法再增加刚性，必须尝试相反的方法——降低涡轮支点的刚性。”
他们的想法得到型号领导的认可。1982年9月1日，采用“死点前移+弹性支座”方案的涡轮泵第一次空转试验在北京十一所试验室进行。当涡轮泵的叶轮在高压气的吹动下旋转起来时，人们惊异了，因为不仅噪声小了很多，而且仪表所显示的振动、位移数据也显著下降。“停——”试验指挥发出紧急停车命令，“是不是测量仪表出了问题？”七〇二所应桂炉同志连忙俯下身对传感器和校准信号进行仔细检查，看了又看，在确认一切正常后，向指挥员做了个“顺利”的手势。接下来的第二次、第三次试验，均十分理想。
“难道困扰我们两年之久的次同步共振问题，就这样被解决了？！”人们既兴奋又紧张。数日之后进行的2次50秒加50秒的二次起动试车，以及3次800秒加600秒的长程、二次起动、大推力、摇摆验收性试车的圆满成功，坚定了他们的信心，也回报了研制队伍两年来的艰辛付出。
手绘结冰图揭开燃气发生器烧穿谜底
在我国很多液体火箭发动机技术文献中，都引用了一张燃气发生器喷注器的图，图上那一圈圈密布的喷嘴和冷却孔中间，掺杂着大大小小、形状各异的小突起，有的已经将喷嘴覆盖。这幅图不是用常规的作图方法绘制的，与林林总总的技术资料有些不相匹配，但熟悉我国氢氧发动机创业史的人都知道这张图的价值，以及它背后藏着的感人故事。
在1981年10月下旬的YF-73发动机长程试车中，第一次起动800秒已通过，第二次起动后仅58秒，因燃气发生器烧穿导致试车失败。
这是过去从来没有发生过的。为查找故障，研制队伍准备进行第二次燃气发生器研究性热试车。
1982年2月5日一大早，北京十一所设计室主任朱森元，设计员黄国璋、张必俊顶着瑟瑟北风，爬过积雪的山坡来到一〇一所五号台Ⅰ工位。首次研究性热试车成功后，黄国璋从操作员手中接过刚分解下来的燃气发生器，背对太阳，双手不停地调整角度观察，他一下子惊呆了——燃气发生器喷注器面板上的喷嘴之间的金属面上布满一个个“冰峰”，高高低低，参差不齐，喷嘴被深深地埋在“冰峪”之中。
“老张、老朱，你们在哪儿？快过来看！”张必俊疾步跳下导流槽，从梯子爬上来，惊叫着：“好家伙，这不是‘冰山’吗？”
朱森元看了也连声说：“新发现！新发现！”“在高温燃气流动的情况下，能结成如此厚的冰层？”设计员们对这个超出他们认知的新发现倍感疑惑并且兴奋起来，真想把它照下来。可当时只有院摄影科可以到试车现场拍照，在事先没有申请的情况下，想留下照片是不可能的事了。
“没关系，我们现场画图！”三位执着的设计员做出了决定。于是，朱森元作文字记录，黄国璋和张必俊负责画图。他们找来两块砖头，在太阳直射不到却足够明亮的地上将燃气发生器架起一个合适的角度，让阳光从30毫米直径的出口管射进去，以便能看见喷注器面板，并且保持发生器轴向位置与试车安装位置一致。黄国璋先画，因为观看的位置太低，他索性趴在地上。朱森元心疼他的将士们，忙脱下大衣铺在地上：“垫上点，免得肚子着凉。”嫌戴手套画不顺手，黄国璋干脆把它们扔到一边，把记录本铺在地上边看边画。为了用准确的位置和比例将分布在每个喷嘴和冷却孔周围以及溢出喷嘴翻边台阶的冰层画出来，黄国璋需要看了画、画了看，反复核对。20分钟过去了，图才完成一半，黄国璋的双手已经冻得紫红紫红的，关节不听指挥地保持着僵直状态。
“老黄，你的手都冻僵了，我接着画吧！”张必俊同样扔掉手套，抢过纸笔，继续趴在地上画了约一刻钟。望着他们认真工作的样子，朱森元的眼圈红了，他既感动又欣慰地完成了最后的对照，一张燃气发生器喷注面结冰图，就在这寒冷的早春上午完成了。
后来，黄国璋他们还是联系了院摄影科的老戴，希望将结冰的情况用照片记录下来，可惜由于后续试车时气温逐步转暖，结冰的现象再也没有出现。因此，这张手绘的燃气发生器喷注面结冰图就成了解决试车故障的重要依据，设计队伍通过对这张图的分析认为，由于“冰峪”的形成，当第一次关机后，“冰山”表面可能溶化少量水流入气喷嘴的缝隙中，最后又结成冰而堵塞或局部堵塞氢喷嘴，使得氢氧双组元的低混合比喷嘴在第二次起动后变成高混合比喷嘴，从而使收敛段局部发生烧蚀，严重时甚至烧穿。原因找到了，改进措施也得到了验证。
直到后来，这张图还被许多技术资料引用。人们从图中看到的不仅是许多宝贵的技术信息，还有氢氧发动机队伍不惧艰难、执着追求的拼搏精神。
烧了头发，那就从“头”再来
1978年1月28日，一〇一所五号台Ⅰ工位正在进行一批YF-73发动机的活门、文氏管低温性能试验。当天，整个试验现场被液氢蒸气笼罩，试验人员从早上8点到下午1点多都顾不上喝水和吃饭。眼看最后一个文氏管试验就要结束，突然，一声巨响，强烈的爆炸声把周围的试验人员惊呆了，五号台Ⅰ工位试验现场发生了氢气气相爆炸，巨大的冲击波震坏了试车间的配气台、大门、通信设备，百米以外的房屋玻璃全被震碎，30多扇门窗所剩无几，连屋瓦都被掀飞，两名在试车间爆炸中心工作的同志刹那间被气浪抛入空中又立即重重摔到了地面上，十多名观看试验的同志也被气浪冲出十几米远。现场的30多人的眉毛、脸部、头发被烧焦，试车间工作的两名同志的耳膜被击穿，一人脑震荡，主任贺德钦、组长叶法林、张春月等七名同志被严重灼伤，张荫来、李玉才等人立即进行抢救，并迅速把受伤人员送到七三一医院。
面对突如其来的爆炸，在场的30多名同志没有被困难和危险吓到，他们临危不惧，力排险情，保护国家财产。贺德钦同志头发被烧焦、脸部被烧伤仍坚持指挥，在送往医院的途中，他一再向党委表示：“抢修设备，尽快试车。”
“老贺呀，咱这头发省得剃了呀。”七三一医院的病房里，站长付玉清不忘以风趣的方式给贺德钦解压。
“头发既然没了，那就从‘头’再来，决不让‘331’在五号台误点。”贺德钦掷地有声地答道。
“好，定要一周内恢复试验。”受伤住院的同志，身在病房，心在台上，不顾伤痛地和赶来医院看望的同事一起讨论起新的试验方案。
五号台全台同志急“331”工程之所急，在继续试验遇到困难时，他们提出“困难危险何所惧，泰山压顶不弯腰”“抢修设备，一周恢复试验”的响亮战斗口号。
经过细致检查，认真修复，2月4日，爆炸后第七天，在全站的大力配合下，五号台Ⅰ工位又恢复试验了，当天除了两名因耳膜击穿、大脑失去平衡能力的同志外，其他五名伤员头包纱布都来到试验现场，参加了试车台修复后的首次试车。白色的纱布是鲜血的教训，惨痛的记忆，但是他们痛定思痛，重整旗鼓，提出多项防静电措施，例如对液氢进行高空排放、增加出口氦吹除、改进远控试验系统等，避免了类似事故再次发生，才让氢氧发动机试验又如火如荼地开展起来。
适应低温环境扑灭“神秘的火”
1980年7月，YF-73发动机试车时突然起火，不得不紧急关机，返厂检查时却查不出漏液起火的部位，各种密封都完好无损。这是什么原因呢？设计单位和试验单位认识不一，故障原因一时难以查清。技术人员与工人师傅一起，有的围着产品观察破坏情况，寻找漏液起火的原因及部位；有的边做发动机气密检查，边放试车录像，试图从中找到起火的时间和起火的部位……结果还是什么线索也找不出来。氢氧发动机这“冰火交融”的工作特点，使得很多技术奥秘还隐藏在成功的背后，等待有心人去发现。
疑云笼罩之际，北京十一所徐玉谓等设计人员提出，在低温条件下，接头处零件所用材料搭配不当，收缩系数不同，可能是导致密封失效的主要原因。研制队伍根据这一判断采取了针对性措施，效果明显。但在1981年6月24日二号台改建后的第一次试车中，漏液起火问题又发生了。由于常温装配、常温检查、低温试车的特殊情况，很难用常规方法找到漏液的具体位置，一定要针对低温环境采取措施。
凭着多年的实践经验，北京十一所所长刘传儒等领导和氢氧发动机研制队伍意识到，凡是遇到故障，必须抓住不放，认真解决，提出改进措施。
于是，研制队伍结合发动机的低温环境特点采取了针对试验管路、发动机连接密封结构以及密封检验手段等方面的十项改进措施，并产生了实效，之后的上百次试车和十几次飞行试验中，故障再没有出现。
我国首台应用型YF-73氢氧发动机，就是在这样一个又一个的挫折中历练成功的，这一过程也是中国航天液体动力事业的生动写照。在挫折中，研制队伍领悟了更深的技术真谛，积累了更多的实践经验，汇聚了战胜困难的强大动力。
四、飞向太空更高层
赤道上空36000公里的地球静止轨道，是通信卫星的最佳运行轨道，也是氢氧发动机研制队伍向往的高度。经过前期的研制和试验，这支队伍终于迎来了参加火箭动力系统试车和首飞的时刻，这是机遇，更是考验，是中国航天在实现重大跨越之前必须经历的一次大考。伴随着大考的成功，多少梦想即将化为现实，多少付出即将得到回报。然而，在攀登动力高峰的队伍中，只有最执着的人才能见到绚丽的霞光。
发射前的终极考验
一〇一所四号台，是当时我国唯一的液体火箭全箭试车台。为了适应氢氧发动机动力系统试车需要，从1978年开始对该台进行改建，全所职工争分夺秒、奋斗不息，为长征三号火箭三子级动力系统和全系统试车打下了坚实的基础。
1981年12月31日，在四号台开展的三子级动力系统试车首战告捷，这次试车是一〇一所从事“331”工程研制试验以来最大的一次地面点火试验，是三子级YF-73发动机和火箭低温推进剂贮箱以及整个推进剂供应系统结合在一起进行的大型试验。从1981年秋正式接受试车任务，至1982年12月底，在这一年多的时间里，共进行了四次动力系统试车和一次点火起动试车，为解决发动机起动时的“缩火”问题、燃气发生器的安全吹除问题，以及验证箭上输送系统、增压系统和动力、姿控系统的协调配合等问题发挥了重要作用，为转入全系统地面试车做好了充分的技术准备。
1983年5月25日，长征三号火箭三子级全系统地面总体试车即将进行。此次试车非同寻常，是火箭在接近飞行状态下按照遥测火箭和飞行工作程序，箭上卫星和地面设备各系统共同参加的一次大型的综合的检验性试验，又是继四次动力系统试车之后，对研制队伍数年来的劳动成果进行的最全面、最重要的地面最后检验，是决定长征三号能否进入空间飞行的决战。它的成败将直接影响1984年的国家重点任务，牵动着亿万人民的心。
参试人员整装集合后，几乎是屏住呼吸，在等待着那神圣时刻的到来。
试车指挥员张正下达试车准备命令后，各岗位有条不紊地进行各项准备工作：设备检查、分系统测试、推进剂系统终期置换、箭上气瓶充气、贮箱预冷加注等。17点08分，“射前补加结束→进入推进剂贮箱增压→火箭一级点火→起飞”……随着指挥员急促有力的口令声，程序进入三级第一次点火起动——滑行阶段，在近800秒的时间里，一切工作正常。于是一颗颗悬着的心放下来，一张张绷紧的脸舒展了，大家脸上间显露出成功前的会心微笑。
1000秒左右，开始第二次起动，就在1045秒时，“1号，紧急关机！立刻执行！”这一突如其来的破了音的口令，使一些在场的人员颇感震惊。观看试车的人群中发出一片议论和躁动。
“试车如此正常，为什么要紧急关车？”原来，指挥员张正发现了火箭整流罩处有一丝细小的火焰泄出，丰富的实践经验使他立刻意识到“起火了”。千钧一发之际，他当机立断，下达了关机的口令。此时仅为1045.5秒，距整个试车结束时间还差100多秒。
当观看试车的人员看到越来越高的火焰时，才恍然大悟，随之而来是一片赞叹。通过有条不紊的指挥和消防人员、现场人员的积极努力，火箭上的火很快被扑灭了。事后，从试验结果分析，虽然按预定试车程序尚差165.4秒，但已基本达到试车目的，启动时没有“缩火”现象，箭上和地面各大系统工作正常，记录了所有可贵的数据。这次全系统试验，为飞行试验的成功奠定了可靠的基础。据专家分析：“停车时间恰到好处。”这就是说，早停车达不到试车目的，而晚停车又会造成重大损失。
三子级全系统地面总体试车成功了，为了这唯一的一次火箭试验，试验队伍付出了艰辛的努力，他们顶烈日，冒严寒，集攻关，开创举，从地面测试机的拉线铺设到测控系统的调试验收，从火箭的检查验收到上塔固定，从地面系统的自身检查到箭地系统的联合测试，从230份试验技术文件消化到地面各分系统操作规程、安全规程编写，从参试人员定员定岗到试车规程的学习和考核，从各分系统单元检查到总体合练……历时3个月，试验队伍完成了大小不等的36项工作，处理了71个技术问题，尤其是陈英华、浦锡荣同志自行设计的简易试车地面测试机，为全系统地面试车打下坚实基础。
在总结了首次全系统试车工作的基础上，1983年下半年，成功进行了三子级全系统地面第二次试车。从1976年到1983年，经过八年的攻关，氢氧发动机从预研型进入实用型，此间，氢氧发动机先后进行了129次地面试车，累计工作时间达到33500秒。
历尽天华成此景，人间万事出艰辛。在重重困难面前百折不挠，在道道难关面前决不退缩，全体参试人员以惊人的毅力、非凡的勇气，勇于攻坚，善于创新，历时八年，终于圆满完成长征三号首飞前的重大任务。他们不忘航天报国初心，牢记航天强国使命，栉风沐雨，铿锵前行。
不惧失败飞入梦想的轨道
1984年1月29日，是我国“331”工程中的重要时间节点，我国首枚地球同步轨道卫星即将由新研制的长征三号火箭发射升空，推动我国航天技术进入一个新的高度，人们对此充满了无比的期待。然而，首次参战的YF-73发动机却没有经受住在太空中长时间工作的考验，在第二次起动后仅3秒就出现燃烧室压力下降问题，以致发动机失去了推力，没能将卫星送入预定轨道。
测控大厅瞬间沉寂了，人们紧张地盯着大屏幕。
一位中年女同志更是表情凝重，半晌说不出话来。她是长征三号火箭副总设计师、YF-73发动机主任设计师王之任，对于这首台参加飞行的氢氧发动机，她比自己的儿女还要熟悉，还要疼爱，但没有想到，经过她和同事们精心雕琢的这件产品在地面经受住了方方面面的考验，为什么在飞行中却表现得如此反常？
晚饭，她没有吃，深夜，她难以入睡。一串串飞行数据在她眼前跳动，一个个可能的故障现象和产生机理在她脑海中里突然展现，又渐渐消逝。
八年来的种种艰辛和压力，也在此时此刻一幕又一幕地重现，扰动王之任的心。这位留苏归来的女专家、全国“三八红旗手”、YF-73发动机乃至整个火箭研制队伍的领军人，此刻承受的压力，可想而知。
经过长时间的辗转反侧，王之任终于起身，来到窗边，决定舒展一下筋骨，调节一下自己纷乱的心绪。理智告诉她，困难面前，勇者胜！她想起任新民老总的一句话——“哪里有‘常胜将军’呀！只要认真对待，总结经验教训，再干，再实践，一定会成功的。”
“对，坚持住，这只是成功前的最后一道坎儿！”王之任坚定地对自己说，她坚信自己和同事们八年来的艰苦付出，她更坚信无数次计算验证和地面试验的科学数据。
穿过大凉山层层峰峦的间隙，王之任看到天边那一缕浅浅的朝霞，这是她在西昌见到的最美的景象。从这细微的朝霞中，她看到万丈金光即将到来，如同经历坎坷后成功必将到来一样。第二天一大早，她和试验队员便不约而同地出现在测控大厅，开始从浩如烟海的遥测数据中展开故障原因的搜寻工作。
为抢在雨季前完成第二次发射，春节期间，研制队伍前方后方共同战斗：靶场由王之任、朱森元、江希藩主持故障分析和设计更改工作，北京由刘传儒、顾明初、王桁负责发动机的生产和试验工作。申怀群、黄国璋等进行了参数计算、分析和整理，闻毛楠负责系统设计更改，马金涛和陈炳芳负责结构件的更改设计工作，郑斯芬负责控制电缆设计更改，仅用三天时间就完成了所有系统的更改。经过地面部件试验和发动机热试车证明，对故障的分析和设计更改是正确的，故障得以解决。二一一厂仅用十天就改装好一台提供装箭的发动机。
功夫不负有心人。4月8日的第二次发射，卫星精准地被YF-73发动机送入预定大椭圆转移轨道。消息传来时，王之任再也抑制不住激动的泪水，和现场许多同志热情相拥，泣不成声。
多年的艰辛、执着终于浇灌出成功的花朵，中国终于骄傲地拥有了发射地球同步通信卫星的能力，骄傲地成为世界第三个应用氢氧火箭发动机的国家，骄傲地令火箭运载能力和液体火箭发动机技术跻身世界先进水平！
成功的凯歌只是下一次出征的序曲。4月9日一早，王之任和她的战友们便再次脚步匆匆地走向测控大厅，再次一丝不苟地开展起数据分析，在他们的心中，发射的成功仅仅是氢氧发动机事业的新起点，YF-73发动机为以后的新型氢氧发动机提供了技术基础，动力高峰的攀登还需要更多的努力。
此刻，西昌的群山之间又升起火红的朝霞，映衬着研制队员们矫健的身影，也映衬着氢氧发动机事业蓬勃发展的美好未来。
（本节撰稿、统稿：陈琦；一〇一所部分撰稿：李艳艳）