王桁,液体火箭发动机设计专家,1934年10月生于江苏省南京。1956年毕业于上海交通大学造船系内燃机专业。同年进入刚成立的国防部第五研究院。从事液体火箭发动机系统的研究工作。参加了多个型号研制的全过程,历任工程组长、研究室主任、副主任设计师、研究所副所长、火箭副总设计师等职,博士生导师。
1959年,我国第一台引进的东风一号火箭发动机仿制时,由于没有发动机试车资料,我国决定自力更生,建设中国第一个大型液体火箭发动机试车台。王桁参加了这项工作。开始时受命编写建台任务书、制定试车台液气系统和控制电路原理图,建台期间,担任发动机设计方代表,负责贯彻任务书意图及技术沟通及后期系统调试、验收工作。提出了简单易行、准确性高的试车台液气系统调试方案。试车台建成标志着我国液体火箭发动机试验技术的突破。
1960年,东风二号火箭发动机研制中,为提高发动机推力精度、简化系统,在设计中,他完成了我国发动机副系统首次采用的液压调节器的调节原理和试验方法的研究;提出以活门代替导管,解决推力室身部冷却带供液导管断裂问题;设计了串、并联自动转换,用气氧对过氧化氢箱增压的系统,取消了原有的高压气瓶、减压器等笨重易损的组件;他分析了发动机振动的性质,指出不属于不稳定燃烧,支持以结构设计合理化的方式解决结构破坏,解决了发动机结构可靠性问题。1964年后主持了发动机推力爬高及定型工作。1966年他带领发动机设计小组参加了东风二号导弹发射核弹头任务,为发动机“保驾”。‘两弹结合’试验中发动机工作可靠。他领导了发动机小批生产中技术问题的处理和设计改进工作及发动机延长寿命的研究工作。批生产的东风二号发动机从未在飞行中出现过故障,寿命由3年半延长至10年,并总结出一整套确保使整批发动机寿命统一、并不断延长的方法。
1971年,参加长征三号火箭使用的氢氧发动机YF-3的研制工作,领导发动机系统、推力室的研究。在调研与研究的基础上,得出了充分预冷是发动机正常可靠工作的关键与难点之一的认识,并领导制定了一整套氢氧发动机吹除、置换、预冷、程序预冷的原则和程序,解决了这个问题;研究了氢氧发动机起动段氢泵失速的问题并提出了防止失速的措施和程序;研究了再生冷却大面积比高空喷管地面试车时因不满流对发动机性能的影响,指出为性能校准试车而建立满流引射装置的必要性。该装置最终保证了飞行发动机性能的准确性;他提出了在发动机氧副系统加稳压器和气蚀文氏管,在氧主系统也加气蚀文氏管的提高性能精度的发动机系统方案,即使氢泵性能偏差较大,发动机性能精度仍满足火箭要求。长征三号火箭成功后,他获得了国家科技进步一等奖。 1986年,领导长征三号甲使用的我国第二代氢氧发动机YF-75研制,与YF-73相比发动机推力需由4.5吨加大到16吨(2×8),比冲由420秒提高到440秒。由于难度大、经费少、时间紧,他提出必须有正确的研制指导原则,这就是尽量利用已有成果;适度引入先进技术;从开始就贯彻可靠性设计准则;一机多用节约经费。他亲自参加了发动机系统方案制定,确定了16项技术进步措施。他亲自参加重要项目的研制,由他参加并解决的关键项目有国内首次采用的不冷却身部的燃气发生器,它使系统简化,可靠性提高;他提出了工作时出现控制气断气也不关闭的副控阀方案,克服了因控制气压力不足导致的提前关机;双涡轮系统的成功使用,取消了氢氧泵问的齿轮箱,为今后我国大推力发动机的研制打下了基础;他领导了铣槽式铜内壁电铸镍外壁的推力室预研并首次应用于型号YF-75发动机上,解决了大热流低流阻的矛盾,达到高可靠高性能。面积比80:1的大喷管延伸段地面试车时,燃气流分离再附壁有造成烧毁的可能,如果所有试车都在高空模拟装置内进行,耗费无法忍受。在计算不能确定不使用高空模拟装置也可靠的情况下,他对此问题进行了深入研究,得出了喷管不会烧蚀,不使用高空模拟设备的结论和决定,并为实验证明,这是一个创举,节约了大量经费和研制时间。他特别重视可靠性问题,领导并参加了每一项故障分析工作,提出解决方案,使许多设计缺陷迅速改正,许多隐患在试车甚至飞行前排除,发动机可靠性迅速提高。在YF-75发动机多次成功的飞行记录背后,许多问题和隐患引起他的重视,并指出如何把技术成果迅速转化成商品是工程界必须深入研究的问题,为此他积极推动YF-75发动机的“生命工程”研究项目使发动机可靠性不断提高。由于他的努力,各项指导原则得以贯彻,YF-75发动机研制进度快、试验成功率高、消耗发动机台数是国内最少的,单台发动机不分解累计试车4000秒,创国内记录。使我国氢氧发动机技术上了一个新台阶,达到世界先进国家同类发动机水平。YF-75发动机还可以用到我国下一个大运载火箭的上面级中,因此前途广阔。为此他获得了国家科技进步特等奖。
王桁十分关心液体火箭发动机在未来航天领域的应用。1986年提出以氢氧发动机为动力的垂直起飞两级入轨水平着陆完全可重复使用的航天飞机是我国第二代天地往返运载系统最佳方案的思想。领导并组织了11所(京)、14所、航空611所、北航、绵阳基地等单位进行了概念和可行性研究与设计,并向863-204专家组提交了报告。1991年获国防科工委嘉奖(国防科学技术工业委员会,奖证字第020号,1991年4月25日)。当前他除YF-75发动机工作外,还担任大推力氢氧发动机和更先进的上面级氢氧发动机研制的顾问。
王桁热爱航天事业,有较高的学术水平、丰富的实践经验,进取与实干相结合的技术风格,治学严谨、作风正派,善于团结同志共同奋斗。他注重队伍的技术水平提高和作风的培养,他带领的东风二号、YF-75发动机研制队伍均具有较高素质。现任博士生导师,已培养硕士生二名,博士生二名。
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