低温事业的“起点” | 科技史

60年前的今天，1964年11月24日，我国第一次正式以液氢和液氧为推进剂，成功进行火箭氢氧发动机地面试验试车。这是高能火箭发动机研制过程中的一次里程碑。

追溯到此前的8年前，1956年11月2日，中国科学院应用物理研究所（中国科学院物理研究所前身）低温实验室内，我国第一次成功实现液氢生产。这一历史性的突破，离不开中国科学院科研人员的不懈奋斗与辛勤努力，更为我国的低温事业奠定了坚实的基础。

▲1956年11月15日《光明日报》头版报道了“我国制造成功液体氢”

1999年，中国科学院原党组书记、副院长张劲夫的文章《》中，高度评价了液氧、液氢制造在“两弹一星”工程中的重要贡献。

01

奠定低温事业基础

1951年夏天，我国派出科学仪器采购团去往东德，负责采购团工作的钱临照，召唤即将结束荷兰莱顿大学物理实验室工作的洪朝生到东柏林洽商。

他们用了一周时间，向厂家订购了小型液化空气机、氢与氦压缩机等机械设备和有关仪表。正是这些设备、仪表和材料，构成了低温物理实验室筹建时的全部家当，新中国的低温事业也正是在如此薄弱的基础上起步的。

▲钱临照先生在东德负责采购团工作时的照片（左二为钱临照）

1951年11月，洪朝生毅然回国，开始在中国科学院应用物理研究所组建国内首个低温实验室，并亲自主持研制低温研究设备。

▲三级压缩到15MPa的活塞式氢气压缩机（丁锡洪摄于1957年）

在国外订购的设备陆续到位后，洪朝生带领几名高级技工、刚毕业的大学生和见习员从头做起。在1954年他们实现了每小时10升的液化空气生产。

▲每小时产量10升的氢液化器（左一洪朝生，丁锡洪摄于1957年）

此后，科研人员开始了氢液化器研制工作。仪器研制工作十分复杂，包括氢液化器的设计、制氢装置和纯化设备的设计制造等。氢液化器技术门槛非常高，当时世界上只有少数实验室掌握这一技术。

当时，研制工作在细节上出现了一些问题，不仅增加了储氢柜和高压阀门等新的配置试验，而且液化器的外筒设计也与实际需求不匹配，工厂制造水平无法满足设备要求。

科研人员自行设计和加工，并反复试验。1956年11月2日，我国第一台氢液化器调试成功，在国内首先获得了液氢，产率为每小时10升。

后来经过对换热器进行改进，提高了效率，产率提高到每小时14升。这台氢液化器型号为“5914”。

▲5914型氢液化器的流程计算

1956年11月15日，《光明日报》头版以《我国制造成功液体氢》为题，对此进行了报道。

1959年，在经历“试验—结果分析—改进—再试验”的多次反复之后，科研人员用自行研制的氢预冷的氦液化器在国内首次产生液氦。

1964年，周远等人又成功研制出长活塞膨胀机预冷的新型氦液化器，使液氦技术在国内得到一定程度的普及。

02

为“两弹一星”提供动力

氢、氦液化技术的成功实现和在国内的推广应用，为我国科技事业的发展特别是“两弹一星”的成功研制作出了贡献。

“钱学森说一定要搞新的高能燃料。科学院要把科研重点放在开发自己的高能燃料上，这样火箭才能做得大，射得远……科学院物理所洪朝生负责的低温实验室，专门研究低温，把温度降低，氧气就变成液体燃料了。首先用液氧，需把温度降到零下180摄氏度左右。但推力大的是液氢，可制成液氢的难度就大了。需要把温度降到零下250多摄氏度左右，氢气才能液化。而且，氢气还容易爆炸……”

“力学所二部由林鸿荪主持，在山区基地建成了两个不同量级的液氧、液氢火箭发动机试车台。做了100多次发动机台架试验，取得了成功……这一重大成果对他们研制远程火箭起了很大作用。”

在张劲夫的回忆文章中，“两弹一星”各项任务中都可以看到氢液化技术的影子。

1964年11月24日，我国第一次正式以液氢和液氧为推进剂，进行火箭氢氧发动机地面试验试车，一次点火试验成功，试车时间超过20秒，这是高能火箭发动机研制过程中的一次重大突破，也是液氢从实验室的少量使用到大量工业化应用过程的一次突破。

03

实现高水平科技自立自强

实现氢与氦的液化以后，我国低温物理研究特别是超导物理研究取得了很大的发展，也在高温超导国际竞争中取得了不少佳绩。

为了推广液氦技术，我国发展了多种低温制冷机技术和相关的低温技术，应用于卫星地面实验和卫星通信等新技术领域。

我国第一滴液氢的故事，正是科研人员们自力更生、努力实现高水平科技自立自强的真实写照。如今，我们在老一辈科学家开创的田园里继续耕耘，拥有着更精密的仪器设备等条件，唯有持续努力，不断沿着他们的足迹前进，才能不断拓展科学研究的广度与深度，为国家的科技进步贡献自己的力量。

来源：中国科学院理化技术研究所

责任编辑：宋同舟 刘映含