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关于052C舰载相控阵雷达背后的故事

2016-2-29 22:58| 发布者: 龙翔五洲| 查看: 2773| 评论: 1|原作者: 毛猴大哥2016|来自: 东方红网

摘要: 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。
    由于大家都是熟人,又都是搞技术的。没什么圈圈框框。大家交流得非常融洽。最终我们把导弹与雷达的关系算是摸清楚了。也有了一些如何回击航天部二院刁难的对策。
    从上海回来后, 我们着手方案的调整。主要集中在雷达能量的重新分配。一方面。我们利用多功能相控阵的资源分配的灵活性(前提是总资源要够)对能量做了优化处理。在保证规定的多目标跟踪精度以及要求的搜索覆盖距离的前提下,同时又兼顾到工作模式的尽量简单。将优化出来的能量用于保证HH-9导弹被动制导阶段的精度。经过调整,即便按所谓的HH-9导弹尾部的反射截面积会比导弹头的反射截面积还小这种苛刻条件,也能保证整个HH-9导弹被动制导阶段的要求精度。另一方面(11月份), 我们也将我们对HH-9导弹的计算机仿真的结果,上报给了海军装备部。同时还写了一份详细的分析报告,上报给军委副主席刘华清。指出航天部二院所给出的HH-9导弹新指标的各种不合理之处(这次我们是下功夫计算,仿真,并调研核实过的)。再次强调了舰载相控阵必须采用S-波段。
    1994年3月,海军装备部组织了14所和航二院在一起讨论导弹反射截面积问题。包养浩副所长,陈树铮副部长(14所地面雷达部),王军,倪晋麟和我一起参加了讨论会。 会上,我们要求将HH-9反射截面积计算的公式和系数一起摆到桌面上讨论。航二院的具体负责计算的年轻工程师展示了公式和系数。由于我和倪晋麟博士已经预先做了大量的功课,对这些公式和系数可谓是清清楚楚。因此当二院工程师给出仿真模型时,我指出:为什么你要用这个模型?导弹的尾部是对着我们的,形状只要有一点点变,或者说,只要在尾部的里边上镗一刀,反射截面积对我方制导雷达而言,就会明显增加;而对敌方而言,反射截面积还是那么小。我的这个提议,当时得到那位工程师的赞同,并说没想到你对导弹反射截面积的理解是这么专业。大家都年轻的技术骨干,本来就该实事求是的。但是可惜我们分别站在两个阵营。只能暗中默认。同时,小倪也就系数选取做出引经论据的分析,指出航二院的这种系数选取是有意刁难,与实际情况不附。他说了一句话我至今还记得:“不要一说经过计算机仿真就科学了,如果你的模型有问题,计算机仿真的结果就是一堆垃圾。”。面对这种局面,航二院的院长陈定昌耍起“流氓”,他说,HH-9是我们做的,什么形状, 什么系数是我们说了算。雷达设计就要跟着HH-9走。一下封住了14所和海装的口。好在我们已经有了最坏的打算,既然航二院不讲理,那么我们就用去年(93年)11月的能量优化方案来满足海装的指标要求。
    这一次,海装的赵登平和辛民对我们说:“看,二院的头就是这么“流氓”,下面还有几个问题要交锋。你们的方案最好在你们电子部内部再做认真评审,并请你们电子部的专家出出主意,以抗击航二院的刁难。否则一旦给他们抓住把柄,14所的S-波段就泡汤了。”
    于是,五月初,电子部雷达局对我们的方案进行了内部评审。包所长,王军介绍了调整雷达资源分配的方案,我介绍了提高低角跟踪性能的方案。王小谟院士等雷达专家给我们出了很多好的主意。我记得最清楚是:对于低角跟踪, 张履谦院士(20所所长)对我们说,不要随便说已经有了什么好的方法,因为这些方法还没经过实际验证。本来C-波段的低角跟踪也不比S-波段好多少。抓住S-波段的阵面高度和有源阵的波束可变性就把23所的口给堵住了。
    五月底,我太太回国了。她是完成了澳洲的学业后,为了女儿要读美国名校,立即移民到了加拿大。这次回来是看看女儿,同时也听听我的决定。我和她大致讲了目前舰载相控阵雷达项目的争取现状。她说中国的事情本来就是没道理的,你尽力争取,我不反对,否则你会不甘心和不安心。只是不要耽误了女儿的前程。我答应说,不管结果如何,女儿上完三年级一定让她出国。太太回国了10天,就去了加拿大。
    六.绝地反击
    八月下旬,海装部在他们的海装招待所,请了舰总701所的设计师们(袁敦垒,奚秀娟等),14所的设计师们(包所长,王军,陈洪元,和我)和二院23所的设计师坐到一起。这一次,海装的同志是急了。赵登平第一天就定了调,说上面指示,这次无论如何也要给出一个说得通的方案。因为我们的海军不能再等了。之后他就走了,由辛民跟踪讨论情况,并要舰总701所确定用谁的方案。14所和23所双方各执己词争了三天,701所袁敦垒无法表态。第三天晚上,王军走了,说是海装要她赶紧论证一个过度方案以应付海军的眼前之急需。于是就我和包所长,陈洪元在会场顶住23所。第四天的争论我至今历历在目。二院在HH-9尾部反射截面积和导引距离上没法卡住14所的情况下,继续咬定HH-9导弹的信标应答信号强度就是那么弱。而且也不可能增强。从而强调只有用C-波段雷达来完成目标跟踪和HH-9制导,再由另外的雷达来担任搜索任务的结合型方案才是可行的。 我回击道:这种方案是明显不适和装舰的,理由是:
    1)052舰的发动机(乌克兰的)决定了舰的吨位,也限制了每个相控阵阵面的重量不可以超过4吨。但是C-波段相控阵雷达只能采用集中式发射机,阵面将必然由铜波导组成。因此阵面重量将会远远超过4吨;
    2)由于C-波段阵面口径小而且重量又重,装舰时,若将阵面装高,会引起052舰队重心不稳,碰上风浪,或舰急转弯时,舰会翻掉。若将它装低,舰的重心是稳的,但由于舰上还有其他设备,必然会被遮挡,低角目标根本看不到;
    3)搜索任务若由另外的雷达完成,那么舰上就又多了个设备。052舰本来就动力有限,多个设备就又多了份重量。而且搜索雷达的阵面不会小,必然会增加风阻。这对舰的速度将带来较大影响(052舰要求在大风浪情况下,撤退速度要能达到29节);
    4)搜索雷达和跟踪雷达分开,数据交换实时性会受很大影响,在舰摇摆时,会引起目标丢失。这就是为什么美国的导弹驱逐舰一定采要用多功能相控阵的一个重要理由。
    我的回击得到了袁总的赞同, 也使二院的人恼羞成怒了。我记得当时有个坐我很近的23所的人,他的年纪不小,先是瞧我年轻,看不起我,后又被我的有条有理,句句说中C波段相控阵不适合装在现有的052舰的要害而激怒,站起来像要和我打架了,于是我也要站起来了,但立即被包所长拉住。
    这时航二院就耍起了无赖,052舰若要装HH-9,那就只有装C-波段相控阵雷达。因为S-波段相控阵的C-波段小阵面的面积决定了它无法完成制导任务。有关重心和速度的问题由舰总想办法。面对这种情况袁总没法表态。
    第五天(星期五, 下雨),我们吃过早饭就到了会场, 结果辛明通知说,袁总生病了。今天不讨论了。于是,23所的人回去了(他们在北京);我,包所长,陈洪元一起来到包所长房间。包所长“大”字式地躺在床上,神情非常沮丧地说到:二院的手段太黑了,先是通过上层让我们的S-波段雷达的经费拨不下来,接着就以HH-9为要挟,强迫舰总把C-波段装上舰。一旦定下来, 二院23所就能拿到2.1亿研发经费,更重要的,他们还能拿到2000万元的基础改造费。至于雷达能不能造出来,他们才不管呢(因为23所就从来也没有造出过相控阵)。反正是研发。出不来,又能怎样?我听了后,心里很难过,中国做事真是难。
    之后,我和陈洪元回到我们的住的房间。我还在冥思苦想。这时奚秀娟喊我帮个忙,说是外面下雨,我个子高,把窗棚上一块油毛毡移一下,否则雨水溅进房内了。我出去,把那东西移了一下就回了房间。继续想着对策。
    我看着窗框,想到了一件事:我们那次去武汉和701所讨论阵面安装结构时,装阵面的舰墙的高度上是比阵面要高出一点,相当于窗户的上下各有一个边框。这边框的宽度有多宽?能不能给我们用?于是我去问了袁总,他说:阵面的上下各0.2米空间给你们走电缆用的。于是我请袁总确认,是不是在这上下的各0.2米范围内,我们可以任意安排阵面或其他设备?答案是肯定的。
    我回房后心里估算了一下,然后问陈洪元要了张纸(他从一个练习本上撕下了一张纸给我)。在上面画了个高和宽各是4米的S-波段八角阵面,在S阵面上下各画有一0.2米宽4米长的长条,这两个长条都可被用来安装C-波段应答天线,选用哪条关键是看有没有遮挡。假定就用上边那一长条,其天线面积约有0.8平方米。这比原来放在S-波段八角阵右下角的C-波段应答天线的面积(直径约0.6米,面积只有约0.3平方米)大了2.5倍多。如果S-波段八角阵面的中心再可被允许或上或下移动0.1米,那么C-波段天线的面积还可以大。这样,HH-9导弹上信标信号弱的接收问题就解决了。因为C天线面积增大后,增益也就大了,自然就可接收弱信号了。
    我觉得这次我也可“流氓”一下了,只要能收到信号就行。虽然长条C-波段天线放在一边不一定好看(不对称),但管用。反正将来S-波段和C-波段天线都是用一个天线罩罩着的,谁也不知道里面天线是怎么安排的。但我还是不放心,又叫陈洪元确认结构上是否会有问题?他看了后,也估算了一下,说没问题。于是,我拿过陈洪元的本子,在上面认真画了图,按照新的C波段天线的面积,比对二院故意给的HH-9弱信标信号的强度,认真计算了新天线的接收增益和可接收的距离。计算的结果是,这次可完全满足二院苛刻距离要求,而且还有富余。
    我即与陈洪元一起去了包所长那里,汇报了我的想法和估算结果。包所长觉得只要舰总认可,这方案可行。他提醒我们不要声张,马上写个报告给海装,将想法告诉他们。我们回去再仔细论证一遍, 请王军,华总等再看看有否会有其他的潜在问题。
    我和陈洪元就用他那个练习本上的纸写了份报告。给辛民送了去,并简单说了我们的方案。他说行,星期一与航二院的人先咬死HH-9信标指标后,你们回去再论证。我马上与赵登平联系。
    星期一,赵登平,辛民,将我们(14所),航二院和701所的人招在一起,再次让航二院认定了HH-9信标指标,并让他们表示今后指标不会变后。就对这一周的讨论大致总结了一下,然后说大家回自己单位后有好的方案和建议可及时报给海装,再由海装与舰总论定最终的装舰方案。
    回到所里,才知道王军提前回来的原因:因为052B舰载相控阵迟迟定不下来, 国防部又要有相控阵的舰艇,海装没办法,只能采用过度的办法,先引进俄国的背对背相控阵雷达, 将它装到052B舰上。王军回来就是要先交出个背对背相控阵雷达与其他雷达配合方案,以达到暂时填补中国导弹护卫舰没有相控阵雷达的窘态。
    为什么国家会突然这么着急,一定要在舰上装相控阵雷达? 这里有个故事, 就是该年6,7月份, 我国为了打击台独气焰, 向台湾附近的海域发射了4枚导弹。结果,两枚打到了指定的海域,两枚打得却不知到了哪里。7月,我们这些搞相控阵雷达的设计师们就被叫到了北京长缨楼给训话,说这两枚导弹虽然不见了,但幸亏没打到公海上,否则就要引起国际大争端了。我们一定要有制导的相控阵雷达。当时有几位将军问我们:给你们半年或一年,能不能造出自己的相控阵并放到舰上?显然这是当兵的不懂在说胡话。这是不可能的。唯一的办法就是先引进,同时再造自己的雷达。
    当时刘源,赵登平是对俄引进办的正副主任,引进背对背相控阵雷达之所以说只是权宜之计,是这种雷达已经放到过俄国的舰上。但是它的最大缺点是数据率低。原因是它是由两个背对背差分阵面组成,靠水平旋转来获取数据。故此这种雷达是无法真正适应多弹互打的海战的。但有总比没有要好。
    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。
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引用 yiou 2016-3-1 15:36
好样的毛猴大哥2016!为神盾不为航母,多造大驱造他200艘,守卫300多万平方公里海域足足有余。航母让鬼子做活棺材罢。

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