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主题:【整理】关于052C舰载相控阵雷达背后的故事 -- 从北苑到太古

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家园 【整理】之二

我向华总,王军汇报了我的长条C-波段接收天线的想法,他们都觉得可行性很大。于是我们一起又重新仔细论证了该方案。又通过了所内顾问专家,及一些其他院校教授们的讨论与评审。大家一致认为这个方案是完全满足了军方和HH-9的指标要求。最后形成正式的文件,于10月底送交了海军装备部。

很快两个月过去了, 上面一点消息也没有。我们问了海装,辛民告诉说:23所还在通过航天部做李鹏的工作。看来你们14所还是很危险。必须也要有行动。

怎能办?和我们的所领导们商量后,一致决定写一份材料给江主席(江泽民,因为他是原电子部的部长)和敬爱的刘副主席(刘华清,军委副主席,海军司令),阐述S-波段相控阵的优越性,可行性,以及调整C-波段天线后全面满足了HH-9的导引指标等。王军和我起草,各级领导反复推敲了字眼后,报了上去。

七.拿到“准生证”

经过耐心的等待,终于于95年4月接到到海装的电话,说是5月又要举行一个大型方案评审会(将由12名院士参加,名字不公开,以避免有人背后做工作)。评审的方式将有所改变。电子部14所和航天部23所都不到场,只提交方案。由专家们自己阅读方案后,给出评审意见。如有疑问,先由海装予以回答。若回答不了,由海装向14所或23所要答案。

为什么要采用这种方式,主要是不让专家们不受外部影响,从专业的角度,给出公正的评审意见。

为了做好准备, 海装先通过电话向我询问了一系列的问题(那时候,王军在忙别的项目,所以由我主答)。后来海装不放心,又让辛民来南京住了一周,与我交流了各种问题及相应的答案。

5月4日评审会开始,我就全天守着电话,随时解答突然来的各种问题,十分的紧张。好在只有三天,否则我就要倒下了。最后,得到消息, 评审的结果是:基本上决定采用14所的方案。只是还有些细节问题,要由专家们和军方的有关技术部门深入研究后,再予提问。

7月,由周祖昌(船舶工业部724所军代表)带队, 我,王军,陈洪元,华总一起去了上海江南造船厂, 参观并实地考察了将来舰的建造场地, 登上了我国当时的海军护卫舰,了解了武器装备状况,这为我们后来进行舰载相控阵实施方案论证提供很多实体概念。我们和造船厂的设计师们特别注重地讨论了4米高的阵面后面的楼面分层方案和设备放置安排等一系列问题。而我体会最深的是舰载相控阵相对于陆基雷达在实时跟踪精度考虑时其着重点有所不同。

8月,海装就S-波段雷达装舰问题组织了一次专家与有关部门提问,14所团队回答的052C舰答疑讨论会(原052B舰将先安装前面所提到的背对背过渡相控阵)。主要针对阵面通风散热,组件更换方式,将来设备放置要求,电磁兼容,抗盐雾和防腐等一系列问题。 由于14所有“远望号“远洋测量船180雷达的经验,又经过江南造船厂的实地考察,除了阵面通风散热这个问题外,我觉得其他问题解答得都很圆满。关于阵面通风散热, 陈洪元的解答是采用玻璃钢天线罩形成静压风道循环的风冷方式,当时专家们也没提出异议。原因是其他方式(如液冷)就舰艇而言困难更大。但我总觉得这不是理想的方案。只是个权宜之策。

为了14所能通过专家提问会,我没有贸然将我的不放心说出来。但多少年来,我对052C的阵面有两点耿耿于怀的不满意(或者说是担心),只是当时条件所限,也无更好的办法。

这两点不满意是:

1)052C装相控阵的舰墙不够高。虽然阵面也装在了基本是45度的测面,但舰的栏杆会对低角有影响,特别是在舰的中轴线上,设备很多,对雷达的低角能力影响就更大;

2)采用天线罩的回流通风方式。这种方案有两个问题:一大一小。大问题是万一打仗时,天线罩给打出个大窟窿(小洞还影响不大),那么风道就彻底破坏了,即便有源阵没坏(或部分坏,但还可工作),由于阵面发热,当时就不得不停止工作。小问题是阵面中间的T/R组件最多,为了加大静压通风风力,天线罩必然要中间鼓起来,除了不好看外,也增加了天线罩受攻击的概率。

对第一点不满意,我只有指望将来舰艇的动力有了解决方案,舰自然就会造高造大,低角遮挡问题也自然解决。对第二点不满意,我回所后与陈洪元和李亨昭(工艺主师)都商量过好几次,希望能采用冷板或内循环液冷的冷却方案。但最终因当时有阵面重量,T/R组件小型化(轻型化),以及结构工艺等多种限制。只好先用风冷将就了。

9月底, 当时新的海军装备部部长曹刚川要来14所视察,主要是看看14所是否有能力(除了技术能力外,还有设备和加工能力)尽快完成这部大型雷达。包所长对这次视察给予了绝对的重视。将有关部门全部动员起来,加班加点(我有几天都是只睡4小时)准备,如研发成果陈列室,宣传投影片,主要参观路线等。包所长对我们说,这一关一过,项目就基本定了。

曹刚川真正在14所的视察的时间也就不到4小时。欢迎会上包所长给曹刚川来了个90度鞠躬(我当时是被感动了,包所长为了14所的利益,也是为了国家的利益,彻底放下了),之后又全程陪同曹部长视察,并亲自介绍。原计划是要招待曹等一众在南京饭店吃午饭的, 结果曹说还有其他事,直接去了机场(白白浪费了100多只大闸蟹)。

10月,海装又组织了一次大型的由专家院士和海军作战技术部门为主要提问方的提问会,主要针对S-波段雷达的作战能力和各项战术指标进行提问和并给出评判。我,王军,包所长,张总等一起参加了提问的回答。由于采用了长条的C-波段信标天线,HH-9的被动制导段的引导问题,大家都觉得不在是问题,很快就就通过了。接着就HH-9 导弹(8枚垂直发射导弹)的被动制导段的跟踪的能量分配比例(约占总能量的30%)的合理性做了讨论,由于航二院坚持他们的HH-9反射截面积,大家后来的结论是有待实际检验。最后的问题集中到雷达的跟踪精度。由于相控阵雷达要跟踪的目标是敌方的导弹,跟踪精度问题极为重要,否则HH-9 导弹无法反击。这个问题是由我主答(因为我是雷达各项指标的计算者),张总根据以往14所 类似雷达的数据给予补充。精度问题讨论得非常仔细,因为很多因素都会对精度有影响。我把要考虑到的各项因素一一作了介绍,包括每项因素对最终精度的影响的 比重(最终精度是各因素的均方根值),怎么计算,舰载雷达与陆基雷达的考虑有什么不同,以及有哪些因素要特殊对待等一系列问题都摊开来让专家们过目和评 论。在场的专家院士,特别是海军作战技术部门的专家在现场作了大量提问,我都一一认真解答。最后大家就精度表示了一致认可,但还是留了一句:有些细节要经 进一步深入研究后,可能还要再行讨论。

这次大型提问会最终形成文件,认为经过两次问答会(7月和10月),14所的S-波段相控阵加长条C-波段应答天线的雷达方案是全面满足了军方,舰总,HH-9导弹等各方面的要求,同意成文上报军委和中央有关部门,等待最终批复。

由 于已经有了基本肯定的一致意见,提问会一结束,我们被相对正式地邀请参加了我国第一艘航母的预研会,由于航母是我国的十一五计划项目,考虑到年龄问题,我 被指定为未来航母的武备(武器装备)系统的副总设计师之一(没有正式下文,只是内定)。理由是相控阵雷达是航母的眼睛,武备设计要很大程度根据相控阵雷达 的性能和要求来进行配置。

10月底,我,王军,陈洪元,华海根(华总)在北京参加未来航母预研会,海军的设想是希望造出一艘类似于美国“小鹰”号的航母。当时的大致预算是144亿(这在当时绝对是个天文数字!因为我们052C舰载相控阵的当时预算也就是2.1亿)。与会的领导只是向专家们泛泛地提了一些想法,也请大家出出主意,同时希望大家在思想有个概念,好回去考虑。毕竟那时还在“八五”时期。

11月7日,这对我来说是个难忘的日子,那天我们在北京的部雷达局里,接到了通知,上面已正式批准并发文:舰载052C舰载相控阵雷达由电子部14研制,雷达正式型号为H/LJG346,经费由2.1亿增加到2.8亿。我们当时那种兴奋,是难以用什么文字来表达的(至少就我而言,是这样的)。王军提议,要好好庆贺,要放松一下,经华总同意,第二天,我,王军,陈洪元去北京民族园放松了一天。 我真是高兴,我买了些少数民族的挂串挂件挂在脖子上,和那些少数民族们跳啊,唱啊。而且还照了许多照片。

从我正式参加舰载相控阵的论证与研发到现在,转眼就是4年了,我们的“115”雷达从大张旗鼓研发攻关,争取尽早装备部队的高峰,慢慢掉到变成“要要无”,然后又变成“就要无”的谷底,然后又绝地反攻,最终将将项目争到了手。这不是普通的项目争取,这是为我们的海军能否能真正装备多功能相控阵雷达的一场争斗。如果当时是航天部二院23所将这项目争去了,我至今(已过了20年)仍敢说,052舰上到现在也不可能会装备多功能相控阵雷达。我觉得作为文革后的第一批大学生真正用我的知识为国家做了一件正确的事。为了这个项目,我花费了大量的精力,几乎放弃了我的小家,几乎是拼了。难怪我回到所里后,有人对我开玩笑:你为你的“儿子”争取到了“准生证”。

通过这场052舰多功能相控阵项目争斗,我不仅是听闻,而且是亲眼看到了有相当一部分的高层领导,高级专家原来都是为了私利而不顾国家利益。一个明摆着的正确决定却要反复几年才定;而且为了自己的私利,可能最终就是选择那个错误的决定。

好在我的辛苦没有白费,“儿子”只要有了在14所出生的准生证,那么他就必然会生下来并长大,因为14所还有一批有经验的过来人,他们谁都能把“他”带大,我不需为此费神。我觉得我已完成了我的使命,我应该考虑我的小家, 为我的女儿想想了。在这种思想的指导下,我做了两件让常人觉得不可思议的事:

1)11月底,上面来了个表格,要将“863” 项目负责人的名字上报,除了名字还要身份证号码,那天总体主任办公室就我在,王军休假(王军是总体室主任,我和张亚朋是副主任)。我拿了项目表格一看是我 和王军一起负责的“多功能空间目标监视相控阵雷达关键技术”的项目。我考虑了一会,将王军的名字填了上去,并到王军家去要了她的身份证号码填了。而我的名 字就没填,然后立即将表格上交了;

2)年终要评先进工作者和先进党员,由于我在争取舰载雷达和“863”项目上的不辞辛苦和成功,党组要将将我事迹成文并作为所先进党员上报。我坚决反对,在有些人不理解的情况下,我对王军,邵润鹏等个别关键党组成员透露了我私心,最终总算没上报。

我为什么要这么做,因为我要申请出国护照。由于我从事的是军工项目,又担任较重要的职位,只要有任何记录到了国家安全局,我就必须离岗三到五年(规定的解密期)后才能拿到护照。当时我太太出国,我就被国家安全局叫去过提醒说今后三到五年是拿不到护照的。 现在已经4年过去了,只要没有新的记录就有可能拿到护照。我绝不想为了这些名利一旦被上报而失去可能拿到护照的机会。

八.“863”汇报

年底的时候,通常是我最忙的时候。而这1995年的年底,情况更是特殊。1996年3月是“863”计划的第10年,96年4月1日国家要组织一次大型的“863”十周年成果汇报会。我和王军负责的“多功能空间目标监视相控阵雷达小面阵”(简称“小面阵”)是这次汇报的重中之重,而且指定由我来组织这次汇报。“863”—“信息获取与处理专家组”专门派了个赵专员(名字忘了)来督查进度。老赵是个很负责也很客气的老专家(已过了退休年龄),天天和我混在一起,忙得不亦乐乎。“小面阵”几乎集中了了14所所有“863”课题在这10年里的成果,例如,宽带天线和馈线,加权稀疏阵,大功率T/R组件等等。这次参展就是要把3.6米的正方形“小面阵”实物放在北京“军事博物馆”向中央领导展示。同时“小面阵”的信号接收与处理部分也要完成(但不需放到军博)。我是忙了个天昏地暗。不光“863”, 我还是“烽火一号”卫星(即“北斗’的前身)指挥系统分系统—地面车载指挥分系统的副总设计师,年底也是左开会右汇报的。真是分身乏术。春节年初一跟着一帮领导去看望那些住在医院里的同志,回来后心情很沉重。 原因是当我们去看望一位我们总体室的老同志(杨宗吉, 54岁,肺癌)时, 他突然从病床上爬起来,对着我们磕头,要我们给他儿子在加工厂安排个工作。 我们马上答应了他的要求。我被当时震撼了,老杨曾经是个很牛气的老同志,没想到在生命的尽头,为了孩子爬在那里哀求。一过初三我就到所加工厂去指导和参与“小面阵”加工。春节基本就没过。

结果刚过完春节(96年的二月底),我生病了。病势来得很凶猛,当晚我就住院挂水。第二天我手举着吊瓶自己去上厕所,结果晕了过去,额头撞在玻璃门的金属框上,顿时血流如注。醒来时,额头上已縫了五针。室,部,所的几位领导来看望了我, 说我是太累了。我岳母抱着我女儿也来看我了,她在那里哭着。没办法,在病床上躺了五天,第五天护士来给我拆线,安慰我说:额头上有条疤,又让你增加了一份沧桑美。接着我就头缠纱布,带个帽子就去办公室上班了。

不是我不想休息,是太多的事情等着我做。除了“863” 小面阵,海装来通知了,舰载相控阵雷达五月份要做实施方案的最后评审,一旦评审通过,方案就不能再变了。也就是说,就按这个版本实际建造相控阵雷达了。当 时我已向王军透露了我想去加拿大探望一下我太太想法,她也将我的意思转达给了华海根和包养浩。他们意见都是一定要保密。 因为我一旦正式提出要出国探亲,我必须辞职,这是所里的硬规定。同时,他们要我对舰载相控阵雷达方案再做一次计算和最后的修改,然后归档到所档案室。其原因是我对这个方案最了解(所有的指标都是我计算的),具体的细节我也最清楚。我结合了7月,10月的专家提问会的意见,又综合了去701所和江南造船厂的体会。认真地,全面地,仔细地对方案进行了核对并做了必要的修改。其中最重要的一条是, 我要将每个阵面的天线单元点数(即T/R组件数)由原来方案里的4768点增加到5000点以上。为什么我要在这最后一刻做这么一个较大改动,理由是:

1)T/R组件的长度经过经过这近两年的不断努力,由原来的45cm 减到了40cm, 而且组件结构材料也改用了更轻型的材料,重量明显减轻了。 因此现在完全可以在阵面重量不超过4吨的限制范围内,增加T/R组件数目;

2)增加阵面T/R组件数可以增加雷达信号功率(特别是单脉冲信号功率),也就是雷达的能量资源增加了。这样可以化解原来因为HH-9反射截面积特别小,为了跟踪HH-9而占用了较大比例的雷达资源, 并为此牺牲了搜索距离以及其他的特殊功能的不合理现象。

3)T/R组件数增加到5000个以上后,搜索距离增加。可以保证整个覆盖区域大于375公里,中心区域大于400公里。这在现代战争是视距外的战争的角度来说,将大大增加了舰艇的打击能力和生存能力;

4) 最重要的一点是单脉冲信号功率增加可以显著提高雷达的单脉冲测角测距精度。因为在众多影响精度的因素中,信噪比的强度是影响精度的最重要的因素之一。雷达 信号功率强,信噪比就大,从而就使单脉冲测角测距精度高。我这里特别强调单脉冲是因为舰在海上是晃动的,采用脉冲积累来提高信噪比方法,就舰艇来说,我是 有疑虑的。再有,如果目标是出现在两个阵面交错的下扫角处,跟踪的雷达波束已经变得很胖(这是相扫雷达的特有现象),而且又很难以一个阵面锁定目标时,单 脉冲功率将成为打击目标的绝对关键。

5)由于前几年舰载相控阵试验雷达的经费拨不下来,我们没法建立一个摇摆台来模拟海基雷达来对目标快速捕捉并获取收敛轨道的算法的先期研究。 这 一直是我的心病,如何实时补偿罗经仪误差和及时修正弹道?是舰对舰互攻时,弹对弹精确打击的关键。现在雷达就要进行实施了,这些问题还是未知数。对此,我 们可采用扩展跟踪距离,并靠大信噪比来增加目标的初点截获精度和提高目标的弹道测轨收敛速度来将这种未知影响减至最小。

6)能量的增加还将使得雷达的多功能发挥变得游刃有余。有利于雷达将来的功能扩展。

我 把这个想法告诉了王军,王军也不敢拿主意,因为这毕竟是一个大的改动。她立即将我的修改建议报告给包所长,张光义,华海根,王德纯等几位老总(他们是相控 阵雷达的绝对专家),经大家认真考虑后,一致同意了我的这一修改。于是我对雷达进行调整计算,然后和王军一起修改雷达最终实施方案,准备归档。

通宝推:故乡在喀什,尚儒,青颍路,Trilob,图灵,辣椒,迷途笨狼,三笑,风暴,老树,楚庄王,梓童,桥上,光头佬,李根,indy,
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