关于052C舰载相控阵雷达背后的故事

关于052C舰载相控阵雷达背后的故事出国20年了，有个国内的故事总是忘不掉。或者是夜深人静的时候躺在床上，或者是某天看到网上新闻受到触动，故事就浮现在我的脑海里。里面的人物，场景会一一跳出。但是，最近我发现，有时候我明明想到了有关故事里的某个人，却想不出他的名字了。让我会感到很难受。我觉得是我应该把这些故事写出来的时候了。不然，我哪天真老年痴呆了，把这故事烂在了肚里，总觉得于心不安，因为故事里的真人真事是普通人想不到的，其中的很多人物和事应该让人知道，并让世人评判。我要写的这个故事是关于052C导弹驱逐舰的舰载相控阵雷达（现在被叫做“中华神盾”，该雷达也已装在了中国唯一的航母“辽宁”舰上）的论证，研发和项目争取的经历。里面提到的人物名字都是真人真名，事也是真事，只是关于雷达的那些敏感的最终指标，尽量避免提及，除非目前网上已经可看到了的。一．项目启动我在国内的工作单位是电子部14所。14所接触052舰载相控阵雷达的论证始于1989年11月。当时是孙宪章（原1461相控阵雷达的主持设计师）去三亚参加了一个海军装备部(简称“海装”)主持的052B舰载雷达讨论会，回来就开始了舰载相控阵雷达的初步论证，协助老孙论证的是蔡本耀。由于我和孙宪章老师在同一办公室工作，他也让我有空时帮他作些指标计算。经过初步计算，并比照美国导弹驱逐舰上的雷达，将雷达波段定在了S-波段。我当时的主要工作是参加“893”，“894”雷达的设计。“893”，“894”是两台大型的多功能多目标相控阵雷达。1989年中东战争时期，伊朗，伊拉克要中国帮他们造两台大型相控阵雷达，国家把任务下达到了14所，雷达型号定名为“893”，“894”。由于这是两台非常复杂的先进相控阵雷达，而且要求两年半到三年就要完成，全所里进行了总动员并抽调了最强的人马参加设计工作。由总工程师张光义（原7010大型相控阵雷达主持设计师）担任技术总监，王军负责“893”-雷达（L波段）具体设计，李治铭负责“894”-雷达（P波段）具体设计。我和张亚朋两名从由理论部来的硕士协助具体的设计计算和总体协调工作，张亚朋主要协助王军，我主要协助李治铭。然而，在我们完成了总体设计和分系统设计（均通过了严格的评审），就要进行投产加工时，中东局势有了变化，伊方不要这两台雷达了。于是，我就转到了“多功能空间目标监视相控阵雷达关键技术”--“863”高技术课题的研究。记得1991年初夏，我们到北京总参三部就“863”课题进行讨论时，海军装备部长贺鹏飞带人与我们见了面，一起看了一些当时的现代战争录像和有关我国海军和台湾海军的装备录像。看完录像，他对我们说：看看我们的舰载雷达，作用距离才几十公里，而台湾，日本的舰载雷达，作用距离都有200-300公里。我们怎么与他们打？现代战争是视距以外的战争，我们还没看到他们就被他们消灭了。我们怎么能够解放台湾？非常希望你们这些设计师们能给我们研制出先进的舰载相控阵雷达，提高海军的战斗力。对于贺部长话题，大家表示同意。而就雷达距离，张总（张光义）根据已经研制出的雷达性能比对，指出如果按照目前052B允许的阵面面积（4米宽x4米高），采用S波段，搜索距离应该可以达到300公里。这点对海装的影响是很给力的。海军装备部最初提的雷达距离指标也就是200公里，那是按照航天部的C波段方案，结合海红旗-9(简称海红-9或HH-9)导弹的制导要求，同时考虑将来052B舰的对于雷达的重量，高度及阵面面积限制，及国内的材料与工艺水平和条件等提出的。14所加入论证后，参考了美国的AN/SPY-1雷达，提出了一个S-波段相控阵主阵面（按200Km的距离要求，主阵面只需3456个有源单元）加上一个小小的C-波段的HH-9信标应答阵面的初步方案。该方案得到海装部的认可。然而，提出C-波段相控阵方案的航天部二院23所出于行业竞争和肥水不外流的目的（因为HH-9导弹是航天部造的），和14所展开了波段竞争。产生竞争，并最终有利于国家，这本身应该是件好事。为此，海装在北京香山组织了两次论证会。这两次论证会，第一次是由孙宪章去参加的，回来后，他跟我们说了23所方案。明显的，航天部二院23所对多功能多目标相控阵雷达是没有经验的，他们的计算和设计都存在有致命的错误。他们是搞跟踪雷达出生的，就多功能多目标相控阵的资源分配不清楚。C波段雷达在多功能多目标情况下，根本连200Km的搜索距离都无法保证（更不要说跟踪了）。第二次是由所领导和孙宪章一起去参加的。经两次论证，海装部里负责052B舰的项目组倾向于14所的方案。并且表示对14所有信心，因为14所是国内唯一的曾经成功研制出多功能多目标相控阵雷达的单位。拥有一个庞大的，各专业健全的，并具备实际经验的系统团队。按理，该相控阵雷达就应赶快落实到14所进行研发，并早日装备海军（海军希望项目一旦定下来，3-5年后就能装舰）。但是，事情并不是我们这些年轻的书呆子所能想象的。为了争夺这个项目，航天部二院23所利用HH-9是他们部研发的有利条件，从HH-9的导引距离，应答信号，以及导弹反射截面积下手，对S波段雷达的设计制造了一个又一个人为的难题。我是后来才知道的，23所之所以拼命抢夺该项目，是因为如果哪个研究所能争取到这个项目，除了可得到项目本身的研制经费外，还可获得很大一笔的基建改造费。面对这些挑战与压力，海军装备部要14所组织人员进行全面的雷达总体设计调整和详细论证，并在最短的时间里突破关键技术。为此，1991年10月，王军和我就被所领导（包养浩副所长，华海根副总工程师）通知要求先放下手上其他的课题和工作，全身心地投入舰载相控阵雷达的总体方案修改和论证，利用计算机对雷达的各种可能的工作模式和各项指标要求进行计算和仿真模拟，找出最合理的能量分配（时间分配和功率分配）方案，全面满足海军和HH-9的要求。这里说明一下，孙宪章老师因年龄和身体原因，不再介入舰载雷达设计工作。而改由相对年轻，又有冲劲的王军来主持工作。王军是我的同校前辈，1964年的西军电毕业生，和包养浩（原14所副所长）一起研制过超视距雷达，担任过“385”相控阵雷达总体负责人，及“893”雷达的电讯主持师。并与我一起承担“863”国家高技术雷达总体课题的研究。人非常好，虽然是女同志，但有事业心，有干劲，做事泼辣干练，我们年轻人私下说她像一挺机关枪。为了展开全面设计和关键技术攻关，所里于1992年3月初正式成立了S-波段舰载相控阵试验雷达（产品代号，115）的设计班子（采用老同志指导，年轻人承担主要工作的新老接替模式），任命了五师二员和各分系统负责人。所谓五师二员就是系统设计师（兼电讯主持师），结构主持师，工艺主持师，可靠性主持师，标准化主持师，档案员和情报员。系统设计师（兼电讯主持师）是王军为正，我为副。具体的系统设计计算由我承担。二．香山论证为了确保方案设计正确，我们与南京的船舶工业部的724所进行了联合论证。724所军代表和研究人员给我们提供了许多宝贵的有关舰艇的工作参数和设计建议。同时我们（华海根副总工程师，王军和我）到海装部舰载相控阵项目组听取他们的意见和建议。当时接待我们的是赵登平组长（陈赓女婿），辛民（西电校友）和沈姓女硕士。在交换各自的意见后，他们是倾向于14所的S-波段舰载相控阵雷达的。比对国际现状，从雷达的实战要求出发，将雷达搜索覆盖距离定在了大于等于300Km的指标更为合理。而且他们也相信14所的实干能力，国内先进的相控阵雷达几乎全部是由14所研发的。最后海装的同志要我们按300Km搜索覆盖距离，尽快做出一个详尽的方案，准备参加第三次香山论证，他们希望在这次会上能把项目定下来。具体的计算论证工作落在了我的头上。其压力，难度，工作量大得难以想象。舰载相控阵雷达是4个面阵同时三维多功能工作（每个面阵都要保证在仰角0-90度，方位+/-120度无漏警搜索的情况下完成多目标截获与跟踪，同时还要考虑舰的+/-20度的摇摆情况，以及对HH-9导弹的导引等特殊工作模式）。只要任何一点有欠考虑，打仗时，对舰艇而言，就是毁灭性的灾难。我当时可以说是夜以继日地计算和模拟。就连我太太出国留学，我都未到机场送行。在全体115雷达设计人员的共同努力下，于5月初，按新的军方要求和HH-9导弹要求，我们提出了一个完整的舰载相控阵雷达系统方案。所里先组织了评审，除了请所内的专家外，还请了724所，南航，炮工等院校的专家教授一起对方案作了审核，并请大家对方案提出意见。然后，我们综合大家的意见又对方案进行了完善。6月初，周祖昌（724所军代表），张总（张光义），华总（华海根），王军，陈洪元（结构主师），段庆仁（可靠性主师），陈振成老师（发射室主任，“863”T/R组件负责人），郑红权（经营部）和我一起上了香山，会同赵丽华（13所，S波段发射管主任）形成了一个方案汇报团队。海装对这次评审是极为重视的，我们一到山上，海装的领导就与我们见面，并了解了方案的大致情况，然后告诉我们：军委主席江泽民，刘华清要听取评审结果。就这次方案的评审，请了各方面的顶级专家来进行把关。6月8，9两日我们作了方案汇报，除了对雷达本身的各项功能指标外，大家对雷达的可实现性做了认真的评审。因为为了提高搜索覆盖距离和跟踪距离，同时兼顾HH-9的新要求，阵面对有源单元数由原来的3456个单元增加到了4768个单元，因此对阵面的重量，散热，可靠性，可维护性，及将来国产化都进行了严格的审核。最后专家们认为14所的方案是先进的，可行的，符合国情的。10日，我们接到海装通知，审核团最后一致同意将评审结果上报军委，批准后通知各有关部委院所，进一步配合14所的舰载雷达的研发工作。当时，我们是非常高兴的，这不光是心血没白花，关键是这雷达在14所手里能够造出来的。我们信心满满。7月，军委的通知下达了。下旬，我即与罗超人老师（雷达结构室主任），陈洪元，陈红（硕士，女，天馈线系统总体负责人）一起去武汉船舶工业部701所（舰艇总体所，052B舰抓总单位）进行调研。接待我们的袁敦垒老师（052B舰总师），小张，小刘（因为只见过一面，名字我记不起来了，两位年轻的女将）和小奚（奚秀娟）。老袁与我们见面的第一句话就是：我们接到上面通知了，14所是上面认定的舰载相控阵雷达研制单位，可予以接待，并可让其参加共同研讨。而非认定单位是不予接待的。袁老师非常有亲和力（做总师的重要条件），向我们详细介绍了舰的结构和重心，要求抗风浪的能力，舰艇发动机的能力，舰艇进攻，转弯和撤退的速度要求等。重点介绍了舰艇分配给4面阵的面积，重量，厚度，及雷达仓内的大致安排情况。然后我们一起讨论了将来阵面在舰上的摆放位置和角度。冷却系统的设想，电磁干扰的影响，以及与其他武器装备（简称“武备”）系统效能发挥的影响等。我们整整在701所住了三天。7月下旬的武汉真是“火炉”，晚上我们是地上浇了凉水，直接躺在地板上才勉强睡着。然而，我们是兴奋的，每天早晨起来照样精神抖擞。访问了701所后，我们又去709所等其他在武汉的与舰用设备有关的研究所，进行了雷达的舰用计算机（海上的振动，腐蚀强度是极大的），罗经仪（精度，相应时间）等设备的调研，这些都与雷达系统的设计有密切的关联。三．技术攻关回到所后，我们立即就雷达进行了工程化论证，并展开了天线小面阵的试研（孙茂友老师指导，牛宝君负责天线研制）。同时重点集中到T/R组件的攻关突破。因为，航天部23所到处攻击14所所采用的固态有源阵的核心部件是T/R组件，但14所是做不出合乎阵面要求的T/R组件的。当时，在香山，就已经有专家对T/R组件的研制表示不怎么放心，但14所和13所都当场做出了保证，才使方案通过。现经23所一挑，军委迫于压力，下指示说，要14所在短期内先突破这一关键技术，否则经费不予下拨。这里，我对T/R组件解释一下：T/R组件就是收发组件（T-Transmitter，R-Receiver），每个组件包括天线，发射模块，接收模块，环流器，收发开关，和移相器等。可以说每个T/R组件就是一个小雷达。T/R组件是固态有源阵的关键部件。“固态”就是发射管是固态晶体管（寿命长，可靠性高），“有源阵”就是