中國的“千里眼，順風耳”——張履謙院士專訪

+廖芳芳本刊記者=S 張院士=Z

張履謙院士

1926年3月1日

生于湖南省長沙縣

1946～1951年

北京清華大學電機工程系電信組學習，畢業(yè)。

1951～1957年

在中國人民解放軍通信部雷達處、電信技術研究所 任技術員、雷達干擾與抗干擾組長、研究室主任。

1957～1965年

在國防部第五研究院二分院雷達設計部，任研究室主任、設計部副主任。

1965～1979年

在七機部二院23所，副所長。

1979～1985年

在七機部“450”工程辦公室，任主任、工程總設計師。

1985～現(xiàn)在

在航天工業(yè)部、航空航天部、中國航天工業(yè)總公司、中國航天科技集團公司科學技術委員會任常委、研究員、顧問。

Zhang Lvqian

張履謙

編者按

“千里眼，順風耳”是中國神話里面的傳奇人物，他們能夠把天底下發(fā)生的事情“盡攬于眼，收于耳”。在現(xiàn)實生活中，如果也有“千里眼，順風耳”，許多事情都能事半功倍，在軍事領域更是能夠“知己知彼，百戰(zhàn)百勝”，極大減少人力和物力的損失。

而雷達就相當于現(xiàn)實中的“千里眼，順風耳”。

雷達最早運用于軍事，監(jiān)測對方飛機、艦艇的一舉一動，既可以很好地防止偷襲，也可以精準地打擊目標。隨著戰(zhàn)爭的結束，軍事領域的先進科技開始用于民用，既可以產(chǎn)生極大的經(jīng)濟效益，又可以讓現(xiàn)代生活更加便利。

張履謙院士不僅長期從事雷達、電子對抗、空間技術等方面的研究、設計工作，而且，張履謙院士眼光非常長遠，很早就提出雷達在航天領域的應用必將推動航天事業(yè)發(fā)展。本期《大家》欄目與大家分享的是我國工程院院士，雷達及航天電子技術專家——張履謙。

身處亂世 一心向學

S：張院士，您好！一般而言外部環(huán)境對人的影響很大，不好的環(huán)境通常也會消磨人的奮斗意識。但您身處亂世，在逆境中保持清醒，牢牢不忘學習。您是怎樣做到這一點的呢？

Z：其實呢，就我而言，越惡劣的環(huán)境越能激發(fā)我潛在的奮斗意識。我出生在湖南的一個普通農(nóng)村家庭，在小時候放過牛，種過地。家庭給我灌輸了讀書謀生的思想，就是說，讀點書將來弄碗飯吃，從而我知道了要讀書。后來日本人佔領了我的家鄉(xiāng)，四處逃難，無家可歸。學校的老師又教給我讀書救國的思想，要學習本領，將來造飛機大炮，富國強兵，趕走日寇，于是萌芽了我的愛國主義思想，激勵了我的學習意志。

S：在40年代，考大學是一件非常困難的事情，而您卻考一個中一個，同時考上了清華大學、武漢大學、西北工業(yè)大學，您老可真夠厲害。

Z：能夠考上清華等髙等學校，都是憑著一股強烈的求知欲望以及讀書救國的心愿，堅持刻苦自學的結果。考大學之前的中學學習6年中，正處八年抗戰(zhàn)期間，頭上敵機飛，地面炮聲響，由于戰(zhàn)亂，我的學習生涯都是斷斷續(xù)續(xù)的，根本就沒有安心地上過一堂課。6年的時間，大部分時間是在逃難，還教了半年小學。逃難生活非常的艱苦，我?guī)Я酥袑W課本，堅持每天自學，有時還躲在防空洞里做習題，就是這樣不斷地堅持學習，念完了中學課程。

S：您的成績那么優(yōu)秀，完全是靠自學嗎？有沒有碰到非常好的老師呢？

Z：能夠考上大學，我要感謝很多人，尤其是中學的老師，許多是湖南有名的老師。他們教書不只是講，他還要問你聽懂了沒有，啟發(fā)你去思考，培養(yǎng)了我用腦子的習慣。我的老師經(jīng)常告訴我：“學習機會來之不易，只要勤動腦，功課就會學好，你家淪陷沒經(jīng)済來源，不要擔心學費的問題，成績好就算對得起學校了。”每當我想要懈怠的時候，一想到老師們跟我講的話，就不敢了。我覺得只有考上大學學到本領才能夠不辜負學校和老師對我的栽培。

逃難的生活經(jīng)歷讓張履謙院士明白：一味逃難是沒用的，在自己的國土上還要逃到哪里去呢？能夠改變祖國和自己命運的唯有知識，而努力學習是一條最好的路徑。張履謙院士，是在老師的教誨下動腦筋、勤思考，掌握了學習方法，是在老師的幫助下上完中學，張履謙院士最終考上了清華大學。大學的電機工程系專業(yè)知識為他從事的雷達研究打下了基礎。然而，雷達研究僅僅有這些知識完全不夠，做為當時中國的一個新技術領域，研究雷達面臨的困難是非常人可以忍受的，張履謙院士不但克服了困難，而且為中國雷達研究作出了非常卓越的貢獻。

S：您當時學的是電機工程系，和雷達研究工作有沒有聯(lián)系？

Z：電機工程系主要包括兩個方面的學習內容：第一個是電機的制造、輸電、配電，第二個就是電信。我學的是電信。但是在當時電信技術不發(fā)達，學了些發(fā)報機原理，是鍵控的，講了一些調幅原理，還沒有講調頻的課程，更談不上雷達了，但這也和雷達比較接近。在清華大學電機工程系學習，學了些基礎課程，今天看來還是很有用的。這些基礎課一個是數(shù)學，學了數(shù)學，使我在航天領域搞設計的分析計算有了工具，在研究工作中思考問題、處理問題建立了嚴密、謹慎的思維方法；再一個是英文，學了英文，我就可以很方便地學習國外先進技術，看一些國外材料；還有一個就是物理學，物理學中的力學、光學、電磁學，我在從事空間技術研究工作中用得很多。當然，在大學里學的知識不是很深入，很多是抽象的，但這是以后研究工作的敲門磚。

S：聽一些同事說您的英語很好，是大學里面打下的基礎嗎？

Z：是啊，當時的清華大學是留美預備學校，很多老師都是留學回國的，不少的課程是英文授課，為了能夠聽懂課程，可沒少在英語上面花工夫。大學的時候我對英文詩還非常感興趣，常常大聲朗誦。

S：您最喜歡的英國詩人是哪一位？

Z：我最喜歡莎士比亞，他的詩蘊含意義很深刻，用簡單的詞表達了人生的哲理，每次回味他的詩我都會很感動。

臨危受命 研制雷達

S：張院士，您還記得您第一次接觸雷達研究嗎？

Z：抗美援朝戰(zhàn)爭之前，我還沒有見過雷達是什么樣子呢。大學畢業(yè)后，我參加了中國人民解放軍，被分配到軍委通信部工作。當時抗美援朝戰(zhàn)爭正處于酣戰(zhàn)階段，敵機開了干擾機來轟炸我前線部隊和后勤供給運輸，我軍雷達受到嚴重干擾。王諍部長把我們帶到朝鮮，告訴我們：“一定要解決雷達受干擾的問題，不然話空軍攔截的飛機起飛上了天回不來，敵人的飛機進來了我們也看不到，你一定要把抗干擾問題解決好了才回北京?！碑敃r我覺得連雷達都沒見過，還怎么搞雷達抗干擾呢？但是不解決這個問題，我們的損失會很大，那個時候我暗下決心要獻身于中國的雷達事業(yè)。

S：既然當時連真正的雷達都沒有見過，那你們是通過什么樣的方式在較短時間內去了解雷達，甚至是去研制雷達呢？

Z：可以這么說，有一套從書對中國的雷達起步影響很大，我的很多雷達知識都是來自于這套從書——《雷達叢書》?！独走_叢書》共有28本，摞起來有約一米高，是美國第二次世界大戰(zhàn)中雷達技術的全面總結，是當時雷達領域的百科全書?！独走_叢書》是全英文版的，有很深的理論計算，又有豐富的實踐經(jīng)驗，幸虧我有數(shù)學和英文基礎，我把這28本都看完了。今天來看，這 28本書，其基本論著依然正確有用，還沒有過時，這部雷達叢書我總共花了12年功夫才讀完，我遇到問題就學習它，學了書本知識又解決了我雷達研究工作中的問題，邊學邊干，邊干邊學，日積月壘，才了解了雷達。

雷達技術及應用雷達是利用電磁波探測目標的電子設備。發(fā)射電磁波對目標進行照射并接收其回波，由此獲得目標至電磁波發(fā)射點的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度及目標特征等信息。雷達的優(yōu)點是白天黑夜均能探測遠距離的目標，且不受霧、云和雨的阻擋，具有全天候、全天時的特點，并有一定的穿透能力。因此，它不僅成為軍事上必不可少的電子裝備，而且廣泛應用于社會經(jīng)濟發(fā)展(如氣象預報、資源探測、環(huán)境監(jiān)測等)和科學研究(天體研究、大氣物理、電離層結構研究等)。星載和機載合成孔徑雷達已經(jīng)成為當今遙感中十分重要的傳感器，用來探測地形、地貌，其空間分辨率可達幾十厘米，并具有測定活動目標功能。雷達在洪水監(jiān)測、海冰監(jiān)測、土壤濕度調查、森林資源清查、地質調查等方面顯示了廣闊的應用潛力。

S：抗美援朝的時候，您臨危受命，著手解決雷達受干擾的問題，最后是如何解決的？

Z：我到了前線，幾個通宵沒有睡覺，首先向雷達站上的技師學習，他拿著圖紙、手指設備，告訴我雷達的構成，天線的原理與結構，哪個是發(fā)射機，哪個是度盤調本振，地物回波有什么特點，飛機回波又有什么不同……。果然當天晚上12點，美國B-29飛機自東京起飛，我們的雷達螢光屏上一片茅草，什么也看不見了。那時我心中氣急了，決心非抗掉它的干擾不可。我和技師們商量，最好的辦法是將我們的雷達信號躲開它的干擾頻帶，把頻率調開。這個想法很好，但是要改裝雷達，更換器材，這在艱苦的前線、什么也沒有的情況下怎么實現(xiàn)呢？我們采用備份電子管，剪罐頭盒做電容器，從破舊器材框中找些電線，用烙鐵在木板上焊搭成調諧電路，從而實現(xiàn)了雷達的變頻。經(jīng)過幾個夜晚的臨戰(zhàn)試驗，果然把頻率調開，可以在茅草中看到目標回波。后來我們將調諧度盤聯(lián)動，加快了變頻的速度，抗干擾的效果就更好了。這個辦法后來做成正規(guī)設備，加裝到所有前方雷達上，還寫了操作條例，發(fā)放給前線部隊使用，從而較好地解決了戰(zhàn)爭中的抗干擾問題。這個操作條例以命令的形式下發(fā)，可以說是我軍第一個電子對抗條例，這種跳頻抗干擾措施當時很解決問題，在今天的現(xiàn)代信息化戰(zhàn)爭中依然還使用著，只不過是工藝先進些，速度更快些。

S：您研制雷達長達50年，在這個過程中，對您影響最大的事情是什么？

Z：是多次擊落美國U—2高空偵察機。

S：您給我們回憶一些當時的一些細節(jié)吧。

Z：60年代初，正是我國“兩彈一星”研制的關鍵時刻，我們在西北地區(qū)建設生產(chǎn)試驗基地，美國的高空偵察機飛到這里進行情報偵察。U—2高空偵察飛機是當時世界上最先進的間諜偵察機，它有兩手絕技：一是飛得高，它的實際升限為2.2萬多米，而當時我們的飛機只能飛到1.7萬米，并且在當時我們裝備的任何一種殲擊機和高射炮對它都無能為力；二是諜報本領強，它不僅可進行照相偵察，還可進行電子對抗。這架飛機飛得高，飛得快，又飛得遠，只有從蘇聯(lián)引進的543防空導彈可以與之相抗衡。那時引進的543只有少數(shù)幾套，用來保衛(wèi)首都北京和用作我們仿制。組織上叫我做543雷達仿制的主任設計師。第一架U-2飛機是我們的高級領導指揮、部隊熟練操作，以“麻痹敵人”的戰(zhàn)術給揍下來的。后來它裝了偵察接收報警9號、12號等系統(tǒng)，我們543開機它就掉轉方向逃走了。這時軍委領導、使用部隊和我們共同研究采用近打、快打的戰(zhàn)術和高射炮雷達引導，又揍下它兩架。第四次U-2飛機加裝了13號電子偵察干擾系統(tǒng)，它收到我們543雷達信號后，轉發(fā)一個欺騙干擾信號，誘偏我們的跟蹤雷達，使我們無法精確定位，曾發(fā)射三發(fā)導彈都打不中它。后來我們改變543雷達工作體制，采用連續(xù)照射的方式，進行目標跟蹤和導彈制導，將它揍了下來。第五次用我們自行研制的紅旗二號，它比紅旗一號導彈威力區(qū)增大、精度提高。我是雷達的主任設計師。我們在雷達上又加裝了新的抗干擾措施，再一次把它揍了下來。一共打下5架，以后U-2飛機再也不敢侵入我國領空了。打U-2飛機，是我軍高級領導指揮，作戰(zhàn)部隊苦練本領，技術技專家作后盾，采用最先進技術和設備打下來的，體現(xiàn)了當時的最高軍事、技術水平。我國自行研制的紅旗二號防空導彈從60年代起，至21世紀初，一直是我國地面防空部隊的主戰(zhàn)武器。

通過一番努力，張履謙院士等人不但較好解決了抗美援朝戰(zhàn)爭中雷達的抗干擾問題，而且為以后的雷達研究工作積累了豐富的實踐經(jīng)驗。張院士為部隊出謀獻策，改造設備，多次擊落美國U—2高空偵察飛機，他主持研制了紅旗二號雷達，成為我國相當長時間內的主戰(zhàn)防空武器。

張履謙是一個有遠見的人，在我國航天事業(yè)發(fā)展中，他提出了“投資在天，受益在地”這個理念，點出了航天事業(yè)是造福于人類、促進國民經(jīng)濟建設迅速發(fā)展、捍衛(wèi)國家安全的重要手段。對我國航天事業(yè)發(fā)展的看法，他提出：“應用衛(wèi)星和衛(wèi)星應用星我國航天的重要發(fā)展方向，我們要切合國情發(fā)展載人航天和深空探測技術，要注意研究建立空間太陽能電站和空間安全，保持我國航天技術持續(xù)發(fā)展和應有的國際地位?！?/p>

航天應用 發(fā)展之本

S：“投資在天，受益在地”這句話是您說的嗎？是什么意思？

Z：在80年代發(fā)射東方紅二號地球同步通信衛(wèi)星時，我曾說過這句話，今天我還堅持這個理念。“投資在天、受益在地”是指發(fā)射一顆衛(wèi)星雖然費用高昂，但是卻可以獲得巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。投資的是“天上的衛(wèi)星”，受益的是“地面上的用戶”。在空間技術發(fā)展的初期，并沒有認識到人造衛(wèi)星有巨大收益的問題，隨著通信衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、對地觀測衛(wèi)星、導航定位衛(wèi)星……等實用衛(wèi)星的發(fā)射，衛(wèi)星在國際國內和地區(qū)的通信、天氣預測、資源勘探、環(huán)境保護、各種交通工具導航定位以及突發(fā)災難事件救援等方面，起到了巨大的作用，才醒悟起來。所以，在發(fā)展衛(wèi)星系統(tǒng)的時候，不僅要考慮衛(wèi)星本身，也要考慮地面上對衛(wèi)星的應用?！巴顿Y在天，受益在地”有“天地一體化”的涵義。建設衛(wèi)星系統(tǒng)的時候，也要建設地面系統(tǒng)，天上與地面的建設不能分割，二者要統(tǒng)盤籌劃，同步進行，搞好頂層設計。不論是民用衛(wèi)星或軍事應用衛(wèi)星，都不能例外。

S：張院士，您提出那個看法時的社會環(huán)境如何？當時很快就得到了社會的響應嗎？

Z：我是在1984年就有這樣看法的，當時東方紅二號通信廣播衛(wèi)星已經(jīng)發(fā)射成功，電視已經(jīng)可以轉播到全國，但是全國衛(wèi)星電視接收站很少，在邊遠山區(qū)還是看不到衛(wèi)星電視。通信也只是軍用，民用地面站還很少。因此，我建議我們應該大力發(fā)展地面接收站，“我們要想投資在天，受益在地的話，就必須要大力發(fā)展地面衛(wèi)星應用?！痹谶@個背景下，我開始大聲疾呼：要把衛(wèi)星應用搞起來！大力發(fā)展衛(wèi)星應用的想法在社會生產(chǎn)生了很大的共鳴。

S：我國是從什么時候開始發(fā)展衛(wèi)星應用的？

Z：對我國自己衛(wèi)星的應用，應該說是從東方紅二號通信廣播衛(wèi)星發(fā)射開始的。在這以前搞航天技術并不是開放的，發(fā)達國家對我國進行限制。發(fā)展衛(wèi)星應用也是如此。1983年，根據(jù)我國與意大利簽訂的協(xié)議，開展了中意“天狼星”通信衛(wèi)星試驗的國際合作，這是我國第一個空間技術國際合作的協(xié)議。這個協(xié)議是我親自率團到羅馬簽訂的。我們跟意大利協(xié)商，把他們的衛(wèi)星調到東邊來，在羅馬和北京進行國際通信試驗。 1983年7月16日下午，當時的國家主席李先念和意大利總統(tǒng)佩爾蒂尼通過架設在北京五院和意大利羅馬的地面站，利用“天狼星”衛(wèi)星進行了互通電話，聲音清晰、音質良好。從那時候開始，中國對衛(wèi)星應用有了認識。后來我囯自己發(fā)射了“東方紅二號”衛(wèi)星，實現(xiàn)了國內大城市間的通信和電視廣播，效果很好，衛(wèi)星應用得到了發(fā)展。

S：您從一開始就關注中國的衛(wèi)星應用，就目前階段而言，我國的衛(wèi)星應用現(xiàn)狀如何？有哪一些衛(wèi)星應用比較好，哪一些比較弱呢？

Z：我國目前衛(wèi)星應用的發(fā)展還不夠令人滿意，發(fā)展不平衡。有的很好，有的還不及國外的發(fā)展中國家，但發(fā)展的空間是相當可觀的。目前，我國氣象、通信等衛(wèi)星應用的發(fā)展還比較好，而我國的北斗一代導航、數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星的應用。還需要進行努力。

S：張院士，衛(wèi)星得不到有效的利用的原因在哪里呢？

Z：我個人認為原因是多方面的。比如說北斗一號導航定位衛(wèi)星，它的接收機體積大，價格高，人家用不起，和國外的導航定位衛(wèi)星接收機相比沒有競爭力。雖然它具有獨特的短報文通信功能，也沒有發(fā)揮其作用，在汶川地震救災中應用很好才開始重視。另外我國對其政策上的扶持力度也不夠，因此衛(wèi)星上了天，資源白白地消耗了。還有中繼衛(wèi)星，中繼衛(wèi)星發(fā)射上去原本是用來測控和數(shù)傳，衛(wèi)星上天后經(jīng)過載人航天工程試驗，跟蹤描準精度高，信息質量好，但至今還未用作測控，用作數(shù)傳的衛(wèi)星也不多。如果能夠做好衛(wèi)星應用工作，不但可以收回衛(wèi)星研制和發(fā)射成本，而且還可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟和社會效益。

S：您認為我國航天事業(yè)將來的發(fā)展方向如何？

Z：我覺得發(fā)展應用衛(wèi)星和衛(wèi)星應用，應該是我們的重點，也是當前的主要方向。我國地域廣大，廣大的西北地區(qū)和數(shù)百萬平方公里的海洋待開發(fā)，中國特色社會主義經(jīng)濟建設和現(xiàn)代化國防建設在快速進行，對發(fā)展高分辨率的對地觀測衛(wèi)星、全球導航定位衛(wèi)星、高性能寬帶通信衛(wèi)星、電視直播衛(wèi)星、移動通信衛(wèi)星，環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星、應付突然事故的衛(wèi)星系統(tǒng)等，有著廹切的需求，應用衛(wèi)星和衛(wèi)星應用有著廣闊的發(fā)展空間。我國發(fā)展載人航天工程，實現(xiàn)了楊利偉上天、太空中飄揚著五星紅旗、中國人在太空行走，大大地激勵了中國人民士氣、增強了民族團結，帶動了國民經(jīng)濟發(fā)展，提高了我國囯際地位，這些重大影響和意義是人所共知的。我們預訂的空間飛船交會對接，建立空間實驗室和有人駐留的空間站，將堅定不移地要搞下去。至于載人登月，搞深空的火星及其他行星的探測，要根據(jù)我國國情而適當而積極地開展。還有建立空間太陽能電站，對解決能源和帶動科技發(fā)展有重大意義。空間垃圾危害航天安全也是很令人擔心的，發(fā)展未來航天我們應注意這些事。總之，應用衛(wèi)星和衛(wèi)星應用是我國航天的重要方向，我們要切合國情發(fā)展載人航天和深空探測技術，要注意研究建立空間太陽能電站和保障空間安全，保持我國航天技術持續(xù)發(fā)展和應有的國際地位。

S：目前載人航天非?；?，您是怎樣看待我國載人航天未來的發(fā)展呢？

Z：我很關心中國怎樣搞載人登月的問題。美國現(xiàn)在是計劃搞載人從火星回來，印度也要和俄羅斯合作在2020—2025年載人登上月球，歐洲、日本也有登月的設想。我覺得載人登月是個很重要的問題，我們國家應該重視起來，雖然登月當前還看不出有什么經(jīng)濟效益，但是對我們國家的政治影響和經(jīng)濟建設的帶動還是很大的。我們不爭先，不搞搶先登上月球，但是一定要有恐后感。如果印度都登月了我們還沒登月的話，怎么向我國人民交待，怎么向中華民族歷史交待。所以說我們雖然不爭先，但我們要有迫切感。

紅旗一號導彈系統(tǒng)

紅旗一號導彈系統(tǒng)，即前蘇聯(lián)C-75型（北約命名為SA-2）中高空、中近程地空導彈武器系統(tǒng)。1958年6月我國開始仿制，代號“543”，1964年12月中國仿制成功，命名為紅旗一號導彈系統(tǒng)。1962年9月，我地空導彈部隊首次使用紅旗-1號擊落U-2飛機1架。該系統(tǒng)由導彈、發(fā)射架、制導站等組成。導彈采用用無線電指令制導，彈長10.90米，彈徑0.65米，翼展2.56米，最大速度3馬赫，射程13-29千米，射高3-22千米，戰(zhàn)斗部為高能破片殺傷型。是50年代中期世界上較先進的防空導彈武器系統(tǒng)，主要用于攻擊高空、高速飛機和飛航式導彈。60年代中國在此基礎上改變其雷達工作體制，加裝抗干擾措施，擴大作戰(zhàn)空域，研制了紅旗二號導彈系統(tǒng)至21世紀初一直是我國防空部隊主戰(zhàn)武器。

2個多小時的采訪很快就過去了，我們似乎都意猶未盡，張履謙院士讓我們知道不論周圍的環(huán)境如何，學習都是非常重要的。通過張履謙院士的回憶，我們看到了中國雷達事業(yè)發(fā)展的足跡，也明白了我國航天事業(yè)發(fā)展的重要意義，更知道了什么是對國家的奉獻。