王小谟
2009 年10 月1 日,在国庆60 周年阅兵式上,由王小谟主导研制的中国预警机——“空警2000”和“空警200”作为领航机型,引领机群分秒不差地飞过天安门广场,看台上的王小谟流下了激动的眼泪。正如王小谟所说,经过了这么多年的努力,中国人自己的预警机终于研制出来了,并在天安门广场接受检阅,受到了国家非常高的认可。中国预警机的首次亮相,引来了全世界关注的目光。美国媒体曾发表评论:中国采用相共振雷达的预警机,比美国的E3C整整领先了一代。
20 世纪50 年代末,我国就在苏联专家的帮助下开始了三坐标雷达的研制工作,但苏联专家提前撤离。王小谟1961 年毕业于北京工业学院(北京理工大学前身),被分配到国防部第10研究院南京第14 所,因学的是雷达专业,两三年后就负责起了新型雷达的研究工作,当时叫作583雷达。那时,除了苏联专家留下的一些简单资料,其他什么都没有,但这些资料也仅是一些最基本的知识,雷达研制困难重重。20 世纪50 年代末60 年代初,我国当时的无线电水平并不是十分落后,还是有一定基础的。王小谟当时就下定决心,一定要研制出世界一流的雷达。心怀坚定的决心和执着的梦想,王小谟和年轻的同事们每天想的都是如何突破一个个难题,凭着初生牛犊不怕虎的干劲和年轻人独有的创新精神,确实想出来很多有用的方法。1968 年,王小谟第一次在世界上提出了脉内扫频方案,即在一个脉冲发射持续时间内就可以完成整个空域的扫描,简化了雷达高频系统。英国人一年后才发表了一样的方案。王小谟坚定地认为,我们中国人并不落后,别人能想到的方案,我们中国人也能想到,甚至能比他们提前想到。
1969 年,为了支援“三线”建设,王小谟和一部分人来到贵州组建电子工业部第38研究所,开始担任我国第一部三坐标雷达383项目的总设计师。383雷达是一个三坐标雷达。过去的雷达都是两坐标的,只能看到距离和方位,不像三坐标雷达还能同时看到高度。
攻克383雷达是王小谟科研生涯中最具挑战性的任务。当时,在对雷达样机进行试飞实验的时候,雷达时好时坏,很不稳定。好的时候好得不得了,一出现故障就又不行了。作为总设计师,王小谟指挥大家把每个部分都查了又查,却没发现任何毛病,就是找不到导致不稳定的原因。这一下就持续了3个月,简直到了山穷水尽的地步。就在走投无路的僵局之际,王小谟在观察显示器的时候,突然间发现了症结所在。原来当时检测12 路接收器的时候,是一路一路单独检测的,独立工作都没有问题,但是当12 路在一起工作时,接收器之间就有轻微干扰,影响了接收器的灵敏度,而这个干扰随着雷达频率的变化时有时无。症结找到了,雷达研制工作一下就柳暗花明,所有的问题都迎刃而解了。
在创新的过程中总是会遇到各种困难,更何况是依靠自己的力量进行开创性研究。在383雷达研制中出现的这个问题,有研制人员没有做好电磁兼容疏漏的原因,也有当时没有更好的检测手段的原因。问题的解决看似偶然,实则是偶然之中的必然。失败是成功之母,也是推动科技创新不断取得突破的动力。
伴随着383三坐标雷达的诞生,王小谟带领团队取得了多项重大首创突破,如第一次使用电子计算机技术、在雷达中采用集成电路、采用基于统计的试飞方法和人机工程理念。其攻克了C波段射频网络、自相参、双脉冲、动目标显示、沃氏函数图传等技术难关,在精度和很多特性方面都优于当时美国主流雷达TPS-43。实现了我国防空雷达从人工引导单一警戒功能向自动化精确指挥引导的转变。在今天看来,383三坐标雷达的成功研制仍是一个不小的奇迹。
在三坐标雷达技术成熟后,王小谟将目光转向低空雷达,低空是我国地面雷达防空网的薄弱环节,研制出性能优越的低空雷达是重中之重。当时383雷达技术已经成熟,在先前研究成果的基础上加入新的想法,研发出了我国的第一部中低空兼顾的地面雷达“JY-9”,它具备较强的抗干扰和低空探测性能,各项指标都达到一流水准,并在国际雷达装备同台竞技中为国产雷达赢得了世界声誉。
预警机是国土防空中增强低空、超低空预警探测和空中指挥引导能力的重要手段。拥有预警机是我们国家空军多年以来的梦想。我国预警机项目是从20 世纪90 年代开始重新上马的。因为当时的国际局部战争表明,如果没有预警机,战斗机就看不远,只能单打独斗,战斗力会大打折扣,甚至无法打仗。预警机在立项时产生了很大的分歧,有人认为要尽快买国外的预警机,迅速补足严重影响空军战斗力的短板;还有一部分人认为要坚持自主研发。王小谟当时想,我们自己能做,为什么要买?
我国从20 世纪60 年代开始研制预警机“空警一号”,但由于飞机上天后雷达是向下看的,会碰到严重的地杂波反射,因为未能解决这一反杂波问题项目中止。要解决这一问题,其中最关键的技术就是高纯频谱发射机、高性能信号处理器、超低副瓣天线,被称为“两高一低”。从20 世纪70 年代开始,王小谟就开始跟踪全球预警机上雷达技术的发展。安排团队首先攻克天线和发射的难关。到20 世纪80 年代末期,随着计算机技术的发展,高性能处理器已经变得相对容易,王小谟团队经过不断攻关,创造性地攻克了“两高一低”的技术难关。
预警机的另一大困难在于需要将很多技术集成起来。例如,电磁兼容问题,这需要将很多电子设备集成在一架飞机上。这一问题的解决完全是王小谟和他的团队自己摸索出来的。预警机上天不是独立的,它就是一个指挥所,战斗机要跟着上去,每架战斗机上都有雷达,地面也有好多雷达。如果出现一架敌机,5 架飞机看见它就是5 个坐标,预警机就要综合判断出到底是多架还是一架,能够做出精准判断是重点所在。
预警机项目重新上马时,这些最难的问题实际上已经被王小谟带领的团队突破了。王小谟觉得核心技术是买不来的,必须要自己干,一定要坚持自主研发。
我国最初决定两条腿走路。先从国外购买几架预警机解决急需问题,同时也支持自主研发。当时,我国本来想与国外合作研制预警机,王小谟担任中方预警机总设计师。他将我们已掌握的研究理论和知识成果进行整合,并综合分析了国内外各方面前沿科研力量。他创造性地提出了基于二维有源相控阵体制的三面阵背负罩新型预警机工程方案。同时,坚持同步开展国内圆环工程全实物样机跟进研制,为中国自主研制预警机奠定坚实基础。后来受某些国家的压力,与国外的合作被迫中止。另外,即使合作能够进行下去,外方也不会把核心技术给我们。就这样,我国最后决定走自主研发的道路。我们一定要争口气,研制中国人自己的预警机!“我们一定要争口气!”这句话被挂在试验场,成为时刻激励全体科研人员的座右铭。通过几年的不懈努力和奋勇攻关,中国人自己的预警机终于研制成功,“自力更生、创新图强”正是这一过程的真实写照。
通过自主研发,我国掌握了研制预警机的核心技术,将理论基础灵活运用,才能在预警机上发挥最大的效用。王小谟院士不止于之前已有的丰硕成果,又相继提出并研制出功能各异的新型预警机。
作为“空警2000”预警机的技术总顾问,实现了雷达正三面阵构型和预警机的两个“360”指标,超过了当时世界先进机型美国的E-3C。在研制的过程当中,同步研制出口型ZDK03,它使我国预警机实现了从进口到出口的转变。
出口型预警机的成功研制,从技术上证明了“运八也能背圆盘”,推动了国产预警机的生产。王小谟不满足于当下的成果,随后又将目光聚焦于全数字阵列雷达技术。他领导团队完成数字阵列技术地面样机研制,为更先进的预警机打下基础。目光长远的王小谟看到了这是中国预警机未来发展的方向。基于数字阵列雷达和中国国产运八的新型中型预警机由此开始研制,中国摆脱了对进口预警机的依赖,解决了中国预警机的规模建设问题。
当时,我国雷达界对预警机技术的研究从未停止。对远距离微小目标的判断决定了预警机研制的复杂性。王小谟不断突破已有成果的限制,不断革新已有的技术,使国产预警机性能不断完善,强有力地建立了坚实的国产预警机体系。
他曾说,为了把飞机上的白炽灯泡换成LED灯,历经了无数次沟通协商,一波三折,最后靠修改国家标准才得以实现。给雷达安装空调,不仅能改善战士的工作环境,而且对雷达系统本身也没什么影响,但却因为打破了常规,当时面临很大的争论。王小谟年逾八旬,依然为我国电子工业的发展出谋划策。他说:“国家把你放到一个位置上,需要结合实际、创造性地、通过自己的理解来贯彻中央的精神。”
王小谟和他的研究团队经过几十年艰苦卓绝的研究历程,成功突破了预警雷达研制的“金钥匙”——“两高一低”技术,建立了以亚洲最大的微波暗室和亚洲最大的热压罐为代表的多项基础设施。国产预警机已今时不同往日,这些成果创造了世界预警机发展史上的9 个第一,突破100余项关键技术,累计获得重大专利近30 项。王小谟以其独到创新的精神和前瞻思维,领导团队自力更生、创新图强,使我国雷达技术和预警机技术达到世界领先水平,大大提升了我国的国防科技力量,在世界面前挺起了中国人民的脊梁,为中华民族的伟大复兴争了口气。