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江岩声

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父亲的科技成就  

2016-11-01 04:12:28|  分类: 万圣节思父 |  标签: |举报 |字号 订阅

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父亲的科技成就 - 江岩声 - 江岩声

父亲一生,若从15岁算起,有超过五十年的职业活动,除了年轻时投身抗日那五年(1938-1942,其间两番坐牢:一次坐共产党的牢,一次坐日本人的牢),其余年份都和科技有关。父亲退休前,在一个有上万职工的建筑公司里担任副总工程师。这听上去挺荣耀,但其实只是一个虚职,只有责任(如果出了事故的话),并无丝毫权力:父亲从不曾管过一个人,不曾管过一分钱。因此,父亲一生的科技成就,几乎全是他一人的努力,从创意,到设计,到绘图,甚至晒图,最后到总结成文字。这样凡事必须亲躬地搞科技,效率当然不高,与现在那些动辄几百篇论文的学术大佬根本不能相比。

在我的记忆里,父亲值得一提的、算得上科技的成就,有以下三个。

一、悬链线

严格地说,悬链线不能算父亲的科技成就,因为不是他的发明,他只能算一个倡导者。但在文革高潮时期,能够建议将悬链线应用于防空洞开挖的,只有父亲一人。我相信,在马鞍山那个小地方,那时只有父亲一人懂得悬链线的奥妙。悬链线就是两段固定的链子的自然下垂曲线,其受力特点是,链子的每一环只承受拉力。按力学对称原理,若将悬链线反过来,开口朝下,拱圈朝上,则按其形状开挖的防空洞的岩壁,将只承受压力。我们知道,岩石抗压能力很强,抗拉很弱,按悬链线形状开挖防空洞,就利用了岩石的这个特点,扬长避短。1969年,父亲在全民大挖防空洞的时期,写了篇论文,论述悬链线形状的防空洞的优点,交给马鞍山军管当局,其最高长官,姓牛,是12军的一个师长。但我并没听说有什么下文,也没见过马鞍山哪个防空洞是按悬链线挖的。

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二、烟囱伐林
 
1971年,我父亲被“解放”,拿着每月40元的工资,离开了半监管、半劳动的整人学习班,参加了马钢设计队,负责设计马钢焦化厂新建65孔双联焦炉的烟囱。当时使用的焦炉设计规范,还是50年代从苏联引入的。按照该规范,每65孔焦炉需要一个百米高的烟囱排烟,因此连成一排的65孔双联焦炉就需要建两个百米高的烟囱,相距30米。一开始,因为其中一座烟囱的地基的地质情况不好,父亲就提出,是否可在地基好的那一处,建一座烟囱,令其排烟面积与两座烟囱相等,用一座烟囱给两座焦炉排烟。这样一方面避免了在不好的地基上建百米烟囱,另一方面减少了建筑材料(钢筋、水泥、木材等)用量。对后者,有人立即质疑道 : 那不是一样吗?父亲说,怎么能一样呢?圆的面积大一倍,圆的周长并不大一倍,而是大0.414倍,因此可节省约60%的建筑费用。但一些人还是反对,说国内没有先例,风险太大。官司一直打到马鞍山市市委常委,专门开会研究,牛师长到会,最终拍板,采纳我父亲的方案。工程完成并顺利投产后,我父亲写了如下设计和施工总结报告 :
 
烟囱伐林的设计革命
 
在此之前,鞍钢、包钢、马钢及全国各地的焦化厂,每两座65孔双联焦炉,都要咫尺并立地建造两座百米烟囱,每建造一座钢筋混凝土烟囱,国家要增加25万元的投资,而且施工要经历一番高空作业的艰险。例如,1958年马钢建1、2号焦炉烟囱时,高达90米的脚手架,突然倒塌;另在1970年建红旗焦炉烟囱时,又有两位阶级弟兄,从高空坠身牺牲。
建造烟囱,任务既如此之艰,投资又如此之巨,那么,能不能事半功倍呢?譬如说,能不能把独立的两座合建为一座等效的烟囱呢?但苏联设计条例对此问题早有说明:“高炉煤气加热的65孔焦炉,要用100米高的两座单独烟囱”。既然上了书,国内外又都如此采用,因而几十年来就成了普遍的传统。
 
“人类总得不断地总结经验,有所发现,有所发明,有所创造,有所前进。” 毛主席这一教导,激发了我们为使社会主义建设更加多快好省二努力奋战的壮志雄心。当时,在设计革命中,我们曾以五条提案,向中国共产党诞生50年献礼。其中之一就是《节省一座98米烟囱提案》。这项提案得到了十七冶领导同志们的支持,先是经过数学、力学计算分析,概括地表述为具有如下优越性:
 
 - 用两座烟囱的材料,合建一座烟囱,其排烟功能等效于四个独立烟囱,其力学性能,可提高三倍排风能率;增长七倍受压稳定性。
- 以原两座独立烟囱的“排风总面积”作为设计目标,合建一座等效烟囱,可节约原一烟囱60%的建筑材料,并节省另一座烟囱的平台、爬梯、信号、避雷,以及防水、除尘等全部附属设备。
- 以液压滑模方法建造烟囱,口径较大者反而容易施工,工期不因口径大小而变。因此,合建一座烟囱,可成倍缩短建造时间,提前投产。
 
尽管合建等效烟囱,有其无可辩驳的优越性,但设想和论证,是出自“四人帮”所称谓的“臭老九”之口,因此,“不足可信”,而招致了尖酸苛刻的嘲笑声,和漫长激烈的斗争。争论的焦点是“热工调节”问题。这构成了第一个无法逾越的困难。因为对土建人员来说,焦化工艺技术,几乎一无所知,不懂。怎么办?唯先求教于马列主义。毛主席说:“因此,必须善于学习”“我们能够学会我们原来不懂的东西。”正是从这些英明的教导中,获取了“学习、学习、再学习”的动力。学会原来不懂的东西,就意谓着跨越土建专业的界限,以从头迈的步伐向焦化热工、流体理论挺进!正是在党的支持下,通过拜师访能和分析、实验,才探索出如下可足利用的工艺条件:
 
一炉先行投产且高炉煤气加热是最不利条件,这是因为在此情况下,废气温度低,量少重度大,为克服“窒熄”,就必须设计恰当的流速和吸力,并充分利用妨拟《射流原理》中的“附壁效应”,发挥二炉一囱的这一有利因素。
当双联焦炉同时高产,发生最大废气的紊流量时,导烟墙和适宜流速,可望互补热工稳定,这在焦炉直交烟道中是早经解决的问题。
 
被焦化工艺研究成果充实了的二炉一囱设计优化方案,纵然有其科学根据,但并没能平息对峙意见争议,终不得不提请市委常委会审定,在激烈的斗争中,当时混进常委的张景文就气急败坏地反对,他说“还是老实点,不要想歪点子了吧 !”
 
尽管自我标榜为 “新生事物代表”的张景文,在市委会上极尽破坏新事物的能事,但丝毫没挫及十七冶领导同志们坚持斗争的决心,而二炉一囱试建方案得以确立,是出自马鞍山市委的正确决定。
 
像其他新生事物一样,前进并非一帆风顺的,基础施工会战之初,发生了可能使烟囱功亏一篑的质量事故。因此,原来设计和生产的矛盾,逐又转化为设计和施工的矛盾。焦点在于能不能坚持质量要求。矛盾的炽烈程度,达到如此激化境地,以至明令剥夺了设计人赴往现场过问质量的权力(利)。在“进退维谷”的困境中,怎么办?ting3过来的基本经验,只有一条 :“依靠党的领导”。
 
十七冶和市委直接领导的检查,激发了基层争气争光的思想,锤炼了奋发图强的斗志。一公司广大职工从挫折中,重新振奋起来,经历了一百多个日日夜夜的艰苦奋战,终于为我国建成了第一座65孔双联焦炉共用的这座高标准,高质量的新型烟囱。
 
相继而来的烘炉和投产,几年来稳定超额的炼焦情况,宣告额这一“设计革命”的胜利。如果把这次设计革命的意义,仅仅局限在这一次十三万元的工料节省上,则应该批评我们目光短浅,而这一科学成果的延伸,正指向今后千百座待建的双联焦炉。从这一角度上透视,这座新型烟囱,它正以“刺破青天锷未残”的雄姿,拨散了高空疑云,并庄严地宣告:“双联焦炉,今后勿须再建两座烟囱”!从而堵塞了焦化历史上通往浪费的一条岔路。可以预见,在全国范围内,将以此为先例,大刀阔斧地砍伐规划设计图上的“烟囱之林”。
 
这次烟囱设计革命的胜利,并没结束继续革命的进程,设计仍有相当保守的成分。因为这座烟囱无论高度和口径,都带有斗争中的“妥协性”。事实上,按计算来说,只取原设计两座中的一座烟囱,既不必加高,也不必加粗,径通以二炉烟道,即足符所需。似此更大潜力,犹待后来者挖掘利用。
 
还应该着重说明,烟囱设计革命,并不是依靠少数人“冥思苦想”“闭门造车”所能取得进展的,它是在党的领导下,群众智慧和群众力量的结晶。在这一新生事物成长和艰难漫长的斗争历程中,充满了群众的积极性。其中,有这么一椿永不消逝的记忆 :
 
当二炉一囱方案经市委决定确立以后,又有一位很有影响力的领导同志来往焦化厂,散步这样的怀疑:“我看这个方案风险太大!”当时,支持这一新生事物的群众、廖均陶同志挺身而出,泰然无畏地回答说 : “你不要怕,失败了坐监狱,我们去!”这句铿锵有力的无私豪言,像现在巍峨屹立的烟囱这样高洁,在人们的心目中,永远记忆犹新。正是为着赞佩那些为这座烟囱担过险,洒过汗的领导同志和战友们无私无畏的精神,有必要重读革命导师马克思的这一铭言:
 
如果我们选择了最能为人类福利而劳动的职业,那么,我们就不会为它的重负所压倒,重担就不能把我们压倒,因为这是为全人类所做的牺牲;那时我们所感到的将不是一点点自私而可怜的快乐,我们的幸福将属于千万人,我们的事业并不是显赫一时,但将永远存在……” 
 
三、楔千斤顶
 
父亲是学土建的,也搞了一辈子土建,但作为一个插曲,他也发明过一个机械——楔千斤顶,并代表十七冶金建设公司,写了一篇论文,发表在1975年第6期的《冶金建筑》。这应该是父亲一辈子发表的唯一一篇论文。这没什么不好意思的。父亲的本职工作是建筑,解决施工问题,不是科研,不以发表论文为工作目的。
 
楔千斤顶在建筑上用于提升滑动模板。之前的千斤顶,内部有一圈滚珠,环压住垂直的钢筋。利用液压控制滚珠与钢筋之间的摩擦力(增大或减小侧向压力),可实现滑动模板的升降。父亲的发明,是以锥形楔块代替滚珠,好处是,可爬升螺纹钢筋,这样就不必在混凝土中专门架设为提升滑动模板的光滑圆形钢筋,节省了高层钢筋混凝土建筑的钢材用量。以下是该论文扫描件,其中的文字,公式和图,都是父亲手笔。

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