分享钱令希院士与中国第一代核潜艇

一、09工程下马期间的相关研究

1958年6月，国务院副总理聂荣臻元帅向党 中央呈报的238号密件《关于开展研制导弹原子潜 艇的报告》，开启了中国核潜艇的研制之路。核潜 艇的研制代号开始为“07”，1960年1月改为“09”， 后称为09工程。在随后的几年，09工程取得了一 些进展，但在60年代初的经济困难时期，被迫暂缓（习惯上称“下马”），不过党中央还是批准保 留一些核潜艇研究技术力量，继续从事一些关键 项目的理论研究和科学实验。其中1961年6月组 建的隶属于国防科学技术委员会、由海军具体管 理的舰艇研究院（次年1月正式列入军队编制，番 号为国防部第七研究院，简称“七院”）就是“下马” 时期核潜艇的主要研究基地。 早在1960年，苏联全部撤走在中国的专家， 带走重要设备、材料和关键资料。这样，海军无 法按中苏1959年2月4日达成的《二四协定》生 产计划中的舰艇，不得不集中国内技术力量，优 先解决这项生产中的技术难点。当时，七院要编 制一个常规潜艇设计规范，请几所高等院校参加。 在报请国防科工委批准后，给钱令希领衔的大连 工学院（1988年改名为大连理工大学，以下均简 称“大工”）研究组下达了“结合壳的稳定计算” 的科研任务。壳体由于有曲率，较之杆、梁、板 更难分析，壳开孔比板开孔更难计算。下达任务时， 七院的技术人员给了钱令希一本之前苏联编制的 规范，供他参考。钱令希认为关于结合壳稳定计 算的内容陈旧，十分粗糙，没有参考价值，必须 从理论研究入手，用实验验证。 钱令希和他的助手们对于圆柱壳开圆孔、椭圆 孔和多开孔等困难问题，运用虚宗量的Bessel函数、 Hankel函数等特殊函数进行了分析，取得一系列近 似解析解。在壳体稳定计算方面，针对实际应用性 很强的锥-柱结合壳，应用壳体的半无矩理论，在 再结合边附近运用边界效应理论，然后利用最小势 能原理，解决了结合壳的稳定分析问题。 钱令希和助手们通过研究给出相应的理论和 算法，发表了一系列论文，其中第一篇论文是他 撰写的、1962年6月发表在《力学学报》上的《关 于壳体的极限承载能力》,该文采用能量法，结 合壳体工作的特点，企图能够在一定程度上扩大 研究壳体极限承载能力的范围。1962年10月，钱 令希在西安举行的“中国力学学会板壳理论学术 讨论会”上宣读了论文《圆锥壳极限承载能力的 实验和计算》，该文后发表在《大连工学院学刊》 1963年第1期 、《力学学报》1963年第2期。该文用理论计算和模型实验相结合的方法，研究 了圆锥壳的极限承载能力。接着钱令希与周承倜、 云大真又完成“结合壳极限承载能力的实验和计 算”的研究，据此先后完成了两篇论文：《截锥对称结合壳极限承载能力的实验和计算》 和《锥 筒结合壳极限承载能力的实验和计算》 （载《大 连工学院学刊》1964年第1期）。 20世纪40年代末以来，钱令希对能量理论的 兴趣一直是很浓厚的，上述壳体极限承载能力的论 文，就是利用能量原理的概念和方法解决的。方法 虽然实用，但他并不满足，他要把方法推向更一般 化，具体成果就是他与钟万勰（1993年当选为中 国科学院学部委员/院士）合撰的论文《论固体力 学中的极限分析并建议一个一般变分原理》。1963 年8月，该文在中国力学学会和大连工学院共同在 大连举行的全国第一次“极限分析及塑性理论学术 讨论会”上宣读，后于1963年12月在《力学学报》 第6卷第4期上刊发。 在文中，他们以假设的速 度场和应力场彼此独立取变分，结果满足极限分析 的全部方程，包括材料的塑性屈服条件，并给出了 介于上限与下限承载能力之间的近似解。 之后，钱令希领衔的项目组又成功地解决了 潜艇设计上的几个疑难问题，并据此发表几篇论 文，如与钟万勰合撰、1964年6月发表的《以薄膜 理论为基础的锥壳极限分析》， 以“大连工 学院固体力学研究室”为署名发表在《大连工学 院学刊》1965年第3、4期合刊上的《圆柱壳开孔 问题——单圆孔基本解》。20世纪80年代，主 持编制了我国第一部《潜艇结构设计计算规则》 的船舶结构力学专家徐秉汉（1997年当选为中国 工程院院士）等对《圆柱壳开孔问题——单圆孔 基本解》一文给予了高度的评价。他们说： “为导出圆柱壳开圆孔问题的解，国内外 众多的研究者做了许多有意义的工作……分 析国内外业已发表的著作，作者认为我国著 名力学家钱令希教授对圆柱壳开圆孔问题所 作的工作更为详尽与系统。

二、非常时期“潜水耐压锥柱结合壳 的强度和稳定性”的研究

1965年8月15日，中央专委召开第十三次会议， 宣告09工程重新上马，并明确核潜艇研制分两步 走：“第一步先研制反潜鱼雷核潜艇，于1972年下 水试航，第二步再搞弹道导弹核潜艇。”弹道导弹 核潜艇，简单地说，相当于在鱼雷核潜艇上加一 个容积和尺度都较大的导弹舱，而且其导弹发射筒有双排大开孔的导弹舱结构，这就构成了结构 力学分析的复杂性和装焊工艺的难度。在核潜艇的研制过程中，会遇到一系列的技 术困难。由于此前我国只是按照苏联的设计资料 和提供的设备，仿制了几型苏联转让的常规潜艇， 没有自己设计过潜艇，更别说核潜艇了。当时缺 乏潜艇设计的标准和规范，一切都要靠自己摸索 解决。潜艇耐压壳体的设计，特别是潜艇耐压壳 体锥柱结合壳的稳定性设计计算也没有标准，也 就是说无法判断所设计的耐压壳体在潜艇下潜到 极限深度时是否能保证艇的安全，如果锥柱结合 壳体失去稳定性，将会造成艇毁人亡的大事故。 这个问题对弹道导弹核潜艇更为重要，因为导弹 舱的耐压壳直径要比其他舱室大很多，其过渡段 的锥柱结合壳体的角度更大，对稳定性的影响更 大。这是涉及潜艇下潜安全的大问题。这时钱令 希带领的大工团队勇敢地接受“潜水耐压锥柱结 合壳的强度和稳定性”的研究任务。钱令希特别 郑重地传达了任务，并成立了理论与实验两个研 究组，任命钟万勰为理论和计算组组长，并且指 示要用变分直接法进行探讨；而实验组由王希智 负责。不久，钟万勰首先在理论与计算方面实现 了突破。他找到了锥柱壳结合体失稳的不利形式， 实验组也验证了该理论的结果。

三、“09工程”办公室主任陈右铭的举荐

1963 年 8 月，后来被誉为“核潜元勋”“核 潜艇工程的‘前沿指挥官’”、时任海军鱼雷快艇 十六支队支队长陈右铭调任七院701研究所所长。 陈右铭1922年5月出生于湖北省武昌县一个贫苦的农民家庭。1938年，他参加中国共产党领导的 “乡村抗日促进会”和武昌地区的抗日游击队。中 华人民共和国成立后，陈右铭于1950年4月任湖 北军区独立团团长兼长湖剿匪指挥部指挥长、中 共长湖工作委员会书记，1952年1月任第二一二师 第六三五团团长，同年7月随团整编进入海军，任 西营基地筹建指挥部副指挥长、中南海军西营快 艇大队大队长，1953年7月任第十一独立快艇大 队大队长。1955年10月，任鱼雷快艇十六支队支 队长。陈右铭虽行伍出身，但好学上进，崇尚科 技。1958年2月27日，《人民海军》报刊发长篇报 道《乘长风破万里浪，向海军科学技术进军》，专 门介绍陈右铭“苦学五年，外行变内行”的事迹。 《人民海军》在发表上述报道时，还以陈右铭为典 型，发表了题为“快马加鞭，向海军科学技术进军” 的社论，号召海军广大官兵向其学习。钱令希 由于承担七院下达的相关潜艇研究项目，因工作 关系与陈右铭相识。后来，同陈右铭的接触逐渐 增多，钱令希不但了解到只上过私塾的陈右铭， 不仅知识渊博，而且还有其他许多优点：反应灵敏、 考虑周密、尊重人才、决策果断。因此，钱令希 对陈右铭又是敬佩，又是尊重，后来成为终生的 朋友。

四、结 语

1974年8月1日，中央军委发布命令，将我国 第一艘核潜艇命名为“长征一号”，正式编人海军 战斗序列。在研制鱼雷核潜艇的同时，我国也开 始了导弹核潜艇的研制工作；1970年9月25日，我 国第一艘弹道导弹核潜艇正式开工建造；1981年4 月30日，中国第一艘弹道导弹核潜艇下水；1983 年8月25日，中国第一艘弹道导弹核潜艇交付海军。 1988年9月，弹道导弹核潜艇圆满完成水下发射潜 地导弹的试验，实现了持续30年的中国弹道导弹 核潜艇之梦，使核潜艇成为中国海军真正意义上 的隐蔽的核威慑与核反击力量，人民海军也由此 成为一支真正的战略性军种。中国第一代核潜艇， “凝聚着千千万万个科学家、干部、工人、水兵为 之付出的心血”，钱令希就是这千千万万人之一， 正是他们“智慧‘裂变’产生的巨大能量，才闯 过了核潜艇研制中的重重难关”。