回顧長春光機所與“150—1”大型電影經(jīng)緯儀的研制

胡曉菁　董佩茹

訪談?wù)碚甙?受訪人朱云青（圖1），1929年生，遼寧旅順人，中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所（以下簡稱“長春光機所”）研究員，1950年8月在東北科學(xué)研究所物理研究室從事機電研究工作，1952—1953年擔(dān)任中國科學(xué)院綜合研究所技術(shù)員，1953—1960年擔(dān)任中國科學(xué)院機械電機所工程師。1960年因“150-1”大型電影經(jīng)緯儀的國防工程任務(wù)，原光學(xué)精密機械儀器研究所與原機械電機研究所合并。此后，朱云青先后承擔(dān)了150、160、718電影經(jīng)緯儀的總體設(shè)計、電器控制系統(tǒng)設(shè)計、方案試驗等工作，曾擔(dān)任長春光機所計算中心室主任。

1952年，儀器館（長春光機所前身）成立，致力于發(fā)展我國的光學(xué)事業(yè)。20世紀(jì)50年代，長春光機所重在建立應(yīng)用光學(xué)學(xué)科及技術(shù)基礎(chǔ)，主要研制民用光學(xué)儀器。1953年儀器館熔煉出第一爐光學(xué)玻璃，結(jié)束了中國沒有光學(xué)玻璃的歷史，為光學(xué)儀器制造打下基礎(chǔ)?！按筌S進”期間研制完成的“八大件”①，是光機所早期歷史上取得的重大成果?！鞍舜蠹毖兄破陂g對人才隊伍的培養(yǎng)和鍛煉，技術(shù)上取得的進步，令研究所“實現(xiàn)了從研制一般、通用、簡易的光學(xué)儀器向獨立設(shè)計、研制高精度光學(xué)精密儀器的飛躍”（[1]，頁86），也為研制、開發(fā)大型精密國防光學(xué)裝備奠定了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)。在第二個五年計劃期間，長春光機所的研制重心逐步開始轉(zhuǎn)向配合國防需要。

1960年10月，國防部第五研究院根據(jù)中程地地導(dǎo)彈飛行試驗的需要，建議在國內(nèi)自行研制光學(xué)彈道測量系統(tǒng)，代號為“150”工程?！?50-1”大型電影經(jīng)緯儀（圖2）是“150-1”工程的主體部分，是基于“兩彈”任務(wù)需要，用于測量空間飛行目標(biāo)軌道參數(shù)、記錄其飛行姿態(tài)、跟蹤攝影及精密測量的儀器設(shè)備，以驗證導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)的工作精度。長春光機所承接 “150-1”試制任務(wù)后，組織和動用了全所大部分科技力量，在極其困難的條件下于1965年底研制出當(dāng)時具有國際先進水平的電影經(jīng)緯儀樣機，并通過國防科委的檢驗，成功應(yīng)用于國防任務(wù)。“150-1”電影經(jīng)緯儀的研制成功，開創(chuàng)了中國獨立自主從事光學(xué)工程研制的歷史，為以后各類靶場用光學(xué)跟蹤測量設(shè)備的研制打下技術(shù)基礎(chǔ)。在“150-1”工程之后，長春光機所先后研制出近百套靶場光測設(shè)備，為國家節(jié)省了上億美元的外匯支出。20世紀(jì)60—70年代，長春光機所承接了大量國防光學(xué)任務(wù)，形成了有特色的國防光學(xué)基地，可以說其中大部分工作都是基于“150-1”工程研制成功的基礎(chǔ)。1985年，長春光機所承擔(dān)的“現(xiàn)代國防試驗中的動態(tài)光學(xué)觀測及測量技術(shù)”項目獲得了國家科技進步獎（國防專項）特等獎，也是對此前以長春光機所為主研制的靶場光測設(shè)備系列的肯定（[2]，頁187）。“150-1”電影經(jīng)緯儀的研制是在長春光機所的歷史上一項承前啟后的重要工程，通過研制“150-1”電影經(jīng)緯儀，培養(yǎng)了一支光學(xué)設(shè)備研制的技術(shù)隊伍，形成了以光、機、電為主體的光學(xué)設(shè)備研制體制，在光電工程領(lǐng)域建立獨特優(yōu)勢。

“150-1”大型電影經(jīng)緯儀研制是為配合“兩彈”任務(wù)而開展的重要工作，通過“以任務(wù)帶動學(xué)科”，對長春光機所發(fā)展國防光學(xué)，建立學(xué)科基礎(chǔ)起到了重要作用。長春光機所在研究“150-1”大型電影經(jīng)緯儀過程中，采取了“一竿子插到底”的做法，即除負(fù)責(zé)樣機設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)之外，還負(fù)責(zé)經(jīng)緯儀的整機制造和生產(chǎn)。訪談梳理了“150-1”經(jīng)緯儀的研制過程，除圍繞項目承接背景、技術(shù)難點和解決方案、影響外，還涉及到“一竿子插到底”這種特殊的研究方式。

受訪人：朱云青

訪談?wù)砣耍汉鷷暂?董佩茹

訪談時間：2017年6月8日，2017年6月22日

訪談地點：長春市，朱云青家中

一 “150-1”研制項目落戶長春光機所

胡曉菁、董佩茹（以下記為“胡”）：“150-1”經(jīng)緯儀研制的背景是什么？

朱云青（以下記為“朱”）：這是國家下達的任務(wù)，是為靶場光測設(shè)備研究需要提出的，是“兩彈”任務(wù)的要求。當(dāng)然，在當(dāng)時我們并不清楚項目的來龍去脈，只知道這是國防任務(wù)，后來我們?nèi)チ嘶毓ぷ鞑胖饾u知道具體的情況，當(dāng)時工作比較神秘。

“150-1”經(jīng)緯儀是為了跟蹤導(dǎo)彈飛行的主動段軌跡而研制的。美國和蘇聯(lián)都有導(dǎo)彈，咱們國家要研究導(dǎo)彈，開始是借蘇聯(lián)的技術(shù)，但是后來蘇聯(lián)專家撤走了，他們做了一半就不管了。我記得當(dāng)時有一件事是這樣的，基地的工作人員說，發(fā)射導(dǎo)彈要填充酒精，但是酒精的問題就卡在那兒了，蘇聯(lián)專家說沒有酒精不能發(fā)射，他們還說中國的酒精不能用，必須得用莫斯科產(chǎn)的酒精。蘇聯(lián)人就像這樣，經(jīng)常在產(chǎn)品和技術(shù)上卡我們，不久后兩國鬧掰了，蘇聯(lián)專家就撤走了。但是咱們的導(dǎo)彈還要發(fā)射，我們要自己做導(dǎo)彈，我們的第一發(fā)導(dǎo)彈，用的就是中國的燃料，我們不用莫斯科酒精照樣能發(fā)射導(dǎo)彈。當(dāng)時的情況就是這樣的，蘇聯(lián)專家走了，也沒有其他外援，我們國家什么事情都要自己干，自己研發(fā)導(dǎo)彈，自力更生！在這樣的狀態(tài)下，我國武器反而發(fā)展得更快一點。發(fā)射導(dǎo)彈，我們需要精確的觀測設(shè)備，用來跟蹤測量導(dǎo)彈在天空中飛行的軌跡，“150-1”經(jīng)緯儀任務(wù)就是這樣提出的。

胡：長春光機所承接“150-1”工程的技術(shù)和機構(gòu)基礎(chǔ)是什么？

朱：研制“八大件”和“EOTS”經(jīng)緯儀。但據(jù)我所知，許多參加“八大件”的研究人員沒有進入“150-1”工程組，主要是工廠里磨玻璃的工人參加“150”的比較多。我們還有仿制“EOTS”經(jīng)緯儀的經(jīng)驗。

仿制“EOTS” 經(jīng)緯儀的過程并不順利，光機所光學(xué)和機械力量雖然強，但是電的力量不行①。1959—1960年左右，咱們國家從瑞士走秘密渠道經(jīng)第三方國家買回來了六臺，給軍隊使用，當(dāng)時好幾個基地共用這些設(shè)備。為引進這六臺設(shè)備，王所長（王大珩①）說，我們國家花了好幾噸黃金。我記得當(dāng)時光機所剛搬到南湖不久②，國家下達任務(wù)，讓所里仿制“EOTS”經(jīng)緯儀，于是給了所里一臺，很珍貴。林祥棣③是骨干。在“EOTS”經(jīng)緯儀的基礎(chǔ)上，第一代仿制的產(chǎn)品就叫“160A”，后來又陸續(xù)做了“160B”“160C”經(jīng)緯儀④?！?60A”在做實驗的時候，能跟蹤到3、40公里左右的距離。

胡：除了光機所以外，全國還有別的單位可以承接“150-1”工程的么？

朱：當(dāng)時全國只有光機所可以承接“150-1”工程。云南有一個光學(xué)工廠⑤，生產(chǎn)一般性光學(xué)系統(tǒng)的東西，比如小透鏡、望遠(yuǎn)鏡，大的東西他們做不了。其他的光學(xué)工廠，上海也有一個?？偟膩碚f，全國的光學(xué)單位很分散。長春光機所實力最強。在做“八大件”的時候，所有的元件都是光機所自己做的，鍛煉了基礎(chǔ)技術(shù)隊伍。在“150-1”任務(wù)下來的時候，也是有爭論的。因為全國光學(xué)工廠很分散，這樣大一件東西，怎么做呢？是讓光機所來干，還是讓外面的單位干？外面的單位也接不下來這個任務(wù)。另外，在承接“150-1”之前，光機所做過大地測量儀，有研制光學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)?！?50-1”經(jīng)緯儀屬于大型的經(jīng)緯儀，而大地測量儀屬于小型的，原理相似，只是“150-1”經(jīng)緯儀所要求的技術(shù)更嚴(yán)密。

二 “一竿子插到底”的研制方式

胡：所里對承接“150-1”整機研制項目方案意見不統(tǒng)一，有“一竿子”和“半竿子”的說法，例如當(dāng)時書記李明哲主張“半竿子”，所長王大珩主張“一竿子”。

朱：接受任務(wù)時，對于怎么開展工作，書記李明哲和王大珩所長意見不統(tǒng)一。這個任務(wù)難度大，因為這也是我們所第一次搞大型的光學(xué)設(shè)備。光機所當(dāng)時人員力量還是單薄，“八大件”是做小的光學(xué)設(shè)備，當(dāng)時國內(nèi)沒有哪個單位搞過這樣大的工程。世界上也沒幾個國家有經(jīng)緯儀，當(dāng)時我們什么資料沒有，只有項目。國家從蘇聯(lián)進口設(shè)備，但是中蘇關(guān)系破裂了，蘇聯(lián)不給我們用他們的東西了，我們做研究時也看不見設(shè)備的樣子。經(jīng)緯儀怎么做？我們沒有把握。

為做成這個經(jīng)緯儀，成立了0308工廠，機械所和光機所合并了①。兩所合并后人員規(guī)模大概有1000多人，分為五個部：一部光學(xué)材料、二部機械、三部光器件、四部光學(xué)設(shè)備、五部陀螺，合并后即組建“150”工程組。但具體怎么做？大家討論的焦點是“一竿子”還是“半竿子”。“半竿子”的意思是：光搞設(shè)計，不搞加工。王大珩所長不同意，他找人論證，說要從設(shè)計到產(chǎn)品到使用整個過程都由光機所負(fù)責(zé)，也是培養(yǎng)隊伍。當(dāng)時有一種考慮，就是光機所設(shè)計水平可以，但是干產(chǎn)品到底行不行？書記說全部由光機所來干，干不成怎么辦？他當(dāng)時在所里說話算數(shù)，大概是覺得萬一干不成，光機所的紅旗就倒了，他不同意“一竿子”。王大珩所長說，這么高標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)，我們設(shè)計完了，找廠子承擔(dān)生產(chǎn)任務(wù)，沒有廠子敢接，那怎么辦呢，這個國家任務(wù)勢必還是要由光機所來整體承擔(dān)。

胡：兩種意見怎么統(tǒng)一的？

朱：國防科委和科學(xué)院在北京開會落實的②。但問題還是很大，當(dāng)時兩所剛合并，從前機械所沒有搞過光學(xué)設(shè)備，怕自己承包不了，對自己做還是交給別人做有爭論；而光機所雖然做過“八大件”，但是都是小的光學(xué)設(shè)備，大設(shè)備沒做過。而且“150-1”經(jīng)緯儀中的小件，例如鏡片、鍍膜、加工、所要求的光潔度和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都相當(dāng)高，這些工作過去也沒人做過，大型電影經(jīng)緯儀對鏡頭要求特別嚴(yán)格，比如直徑半米多的大鏡頭，光機所就沒人見過。

胡：研制隊伍包括哪些人？

朱：兩所合并后成立了研制“150-1”的核心組，組長是王大珩，副組長唐九華①，光學(xué)部分聽王所長的，機械部分聽唐九華的。就這樣，由王所長領(lǐng)頭，唐九華主持，然后組織科研人員做論證方案。兩所合并前，我和機械所的一部分人，大概不到10個人就在先調(diào)來做工作了。我負(fù)責(zé)“150-1”經(jīng)緯儀電的部分，機械所調(diào)來的幾個人組成了機械組，還有一些大學(xué)生參與。開始設(shè)計時設(shè)計人員不多，加工時有幾個管理人員參加，還委托武漢鋼鐵廠做了一些大設(shè)備；至于做鏡頭，那是光機所的專長；電學(xué)方面有電學(xué)組。唐九華負(fù)責(zé)紅外光譜儀的設(shè)計，顧馬法負(fù)責(zé)組裝，王大珩在光學(xué)光測組，林祥棣在光學(xué)組，高福輝在機械組。

在做之前，實際上我們并不知道機器的樣子。以前只看到相似的設(shè)備圖片，知道名稱，但不知道各種信息。工程組獲得的資料很少。有一件事對“150-1”研制有幫助。國家之前從蘇聯(lián)買了幾臺光測設(shè)備放在東風(fēng)二十一基地使用，當(dāng)時戰(zhàn)事訓(xùn)練多，循環(huán)利用設(shè)備，加上操作人員不熟悉，導(dǎo)致設(shè)備出了問題，國防科委要求光機所接受維修任務(wù)，1963年8月王大珩所長領(lǐng)著我（電）、李裕國（光）和劉文富（機械）3人去基地維修這些光學(xué)設(shè)備。我們四個人都是第一次去基地，我記得當(dāng)時很辛苦，花了3個月對這七八臺不同的設(shè)備進行維修，我們對這些設(shè)備摸了底，也有了維修經(jīng)驗。維修時王大珩所長建議基地司令員，告訴說設(shè)備操作員不要頻繁換，不要兩三年換一批。二十一基地也很感謝王大珩所長帶人來維修好設(shè)備，國防科委也從這時開始器重光機所。當(dāng)時名義上是維修，實際上我們也借機考察。從基地回來以后我們知道了儀器的大致樣子和情況，再做“150-1”就有了經(jīng)驗，所長也有了信心開展工作，這件事可以說是直接促進了“150-1”研制的發(fā)展。

從基地回來后，所里成立了“150”辦公室。辦公室成立后，進行了詳細(xì)的方案論證，唐九華做了總體的方案論證報告，我做的電器部分，王之江做了光學(xué)系統(tǒng)部分。確定了“一竿子”以后，所里開始加速做“150-1”。我記得時間節(jié)點是：1960年接受任務(wù)、1963年定下“一竿子”、1966年結(jié)束②?！?50-1”電影經(jīng)緯儀是國內(nèi)首例大型光學(xué)設(shè)備，當(dāng)時的想法是：有條件上，沒有條件爭取條件也要上！

三 技術(shù)難點和解決方案

胡：當(dāng)時是怎么確定“150-1”電影經(jīng)緯儀的外形的？

朱：最初只是看到設(shè)備的圖片，知道名稱，但是我們不知道其它信息，資料很少。具體借鑒就是看EOTS-C經(jīng)緯儀，還有“160A”的形式，就是按照兩個觀察鏡、一個主鏡和照相機，用一個電機引導(dǎo)轉(zhuǎn)動。這就是結(jié)合了光、機、電的方案。

胡：“150-1”電影經(jīng)緯儀的研制難點主要是什么？

朱：國家下達任務(wù)的時候，要求經(jīng)緯儀能跟蹤到至少150公里的距離，這是發(fā)展導(dǎo)彈的要求?！?60A”就不行了，實驗發(fā)現(xiàn)它只能看到30公里，鏡頭口徑對應(yīng)觀測距離，它的口徑太小了，要大口徑才能看得遠(yuǎn)。那么對控制系統(tǒng)要求就高了，“150-1”的控制系統(tǒng)做起來困難就多了，咱們當(dāng)時沒有大型的電機，沒有大齒輪，都要自己做，這很困難。所以這樣就開始了一種討論，那就是到底要做成什么樣子的機器。

首先是要做一個大鏡頭，這是光的部分。我們看美國來的資料、看圖片，鏡頭的口徑要大，我們比照了KATA50經(jīng)緯儀，它的口徑大，我們考慮“150-1”經(jīng)緯儀的鏡頭應(yīng)該至少有500多（mm）的大口徑。鏡深就是鏡頭的整個長度，美國的比我們長，我們國家的要短一點，但是短了不一定縮短攝影系統(tǒng)的作用距離，我們按照指標(biāo)的要求來做。光學(xué)系統(tǒng)是王之江設(shè)計的，當(dāng)時只有一張可以參考的圖片，他根據(jù)國家要求的觀測距離計算光學(xué)系統(tǒng)。同時要考慮鏡頭的運載能力和光學(xué)系統(tǒng)穩(wěn)定的關(guān)系，這個任務(wù)是以唐九華為主導(dǎo)來做的。此外，還有電機的問題，要帶動那么大的系統(tǒng)，電機怎么設(shè)計？“160A”采用單電機的方案，是因為它比較小，結(jié)構(gòu)不同，電機控制簡單。而且當(dāng)時仿制工作做得不是特別好，所以對于“150”經(jīng)緯儀，采用什么樣的電機，爭議也很大?！?50-1”系統(tǒng)大，小電機帶不動。當(dāng)時考慮的是多電機，王大珩所長提出來能不能用小電機組合來帶動，考慮用六個電機串起來拖動系統(tǒng)。這樣一來還要考慮大齒輪，用大的、平滑的轉(zhuǎn)臺，摩擦傳動，帶動電機運轉(zhuǎn)，這是機械部分。

開始討論時光、機、電方案就是一起討論的，爭論很大。經(jīng)緯儀的傳動系統(tǒng)，按照國內(nèi)的能力來說是做不了的。尤其是研制控制系統(tǒng)的電機時，當(dāng)時國內(nèi)缺少電機。大家考慮了兩個方案：電機馬達和液壓馬達。王傳賢搞液壓，我和壯志兩個人搞電機。決策時王所長對兩個電學(xué)控制組的方案都做了了解，他拍板采用電機方案。由于當(dāng)時我們沒有大電機，大家討論用多電機拖動滾輪的方法，讓小輪子驅(qū)動在轉(zhuǎn)盤上摩擦傳動來驅(qū)動大轉(zhuǎn)盤。轉(zhuǎn)機的大轉(zhuǎn)盤我們也還做不了，于是我們設(shè)計出圖紙，讓武漢鋼廠生產(chǎn)各個部件，我們派人按照圖紙去監(jiān)控?！?50-1”經(jīng)緯儀采用的是齒輪傳動、機械連接、多電機滾輪摩擦傳動的方法。這在當(dāng)時是沒辦法的辦法，討論時爭論比較大，方案能不能成當(dāng)時的疑問也比較大。

胡：“150-1”樣機實驗成功前是否有失敗？

朱：沒有失敗的，一共做了5臺?！?50”引導(dǎo)系統(tǒng)是模擬系統(tǒng)，技術(shù)上是引導(dǎo)式用雷達引導(dǎo)經(jīng)緯儀，經(jīng)緯儀對接是用磁針角極作為傳感器，引過來雷達信號，不像現(xiàn)在可以用計算機和電視，通訊用數(shù)碼系統(tǒng)。我們先做了一臺樣機，當(dāng)時在所里的裝校車間，我們做了實驗，用雷達引導(dǎo)經(jīng)緯儀運行，模擬雷達和經(jīng)緯儀連接。做實驗的時候我還后怕，萬一出事故就麻煩了。驗收后指標(biāo)達到要求，包括作用距離、分辨率、雷達引導(dǎo)系統(tǒng)等等，成功了，便繼續(xù)投產(chǎn)4臺。另外4臺一模一樣。樣機也是按照生產(chǎn)正品的態(tài)度生產(chǎn)出來的。樣機的驗證是在北京基地進行的，經(jīng)受了實地考驗。我們與蘇聯(lián)的機器進行了比對，光機所生產(chǎn)的經(jīng)緯儀比蘇聯(lián)機器指標(biāo)高、作用距離遠(yuǎn)、分辨率更清晰。

四 借鑒與進步

胡：在“150-1”之后，光機所又承接了“718”電影經(jīng)緯儀研制項目，二者有什么區(qū)別？

朱：“718”也是國家下達的任務(wù)，它是發(fā)射洲際導(dǎo)彈觀察測量所需，是一個包括許多項目在內(nèi)的總名稱，光機所干了兩件事，一個是撓曲變形項目，一個是船用經(jīng)緯儀①?！?18”船用經(jīng)緯儀，是由唐九華主要負(fù)責(zé)，1973年開始的。因為做過“150”，所以對做“718”攝影系統(tǒng)已經(jīng)有經(jīng)驗了。但“718”經(jīng)緯儀是放在船上的，與“150-1”經(jīng)緯儀相比，思路不同，結(jié)構(gòu)不一樣，要求也不一樣?！?50”經(jīng)緯儀結(jié)構(gòu)傳動是齒輪摩擦傳動，放在船上搖晃，在海上用這套系統(tǒng)不行，后來就沒有用，是根據(jù)實地情況重新做的另一套系統(tǒng)。從技術(shù)上說，“718”采用的是力矩電機傳動，使用多傳感器，更復(fù)雜。做“718”的有一部分是原來做“150”的人，比如電的部分我參加了。

胡：“150-1”是不是我國第一代的電影經(jīng)緯儀？

朱：我認(rèn)為“150-1”經(jīng)緯儀是第一代，它是我們國家自己研制的，叫“150”系統(tǒng)，這是第一代，且是大型的?！?60A”是仿人家的，仿制EOTS-C經(jīng)緯儀的時間比“150”經(jīng)緯儀早一點，是1960年左右。第二代應(yīng)該就是“170”系列經(jīng)緯儀，“718”船用經(jīng)緯儀是第三代，它包括電視和激光，是綜合性的技術(shù)。我們做完了“150”開始研究“718”，這個時候就“170”開始了，“170”出廠后就算第二代，“718”是第三代。現(xiàn)在的“262”應(yīng)該算是四代，是最新的，除了電視、激光技術(shù)，還有計算機引導(dǎo)系統(tǒng)。

胡：“150”也好，“718”也好，對這個長春光機所和整個光學(xué)工程的發(fā)展影響都很大，包括“一竿子插到底”的做法，長春光機所形成了從科研到生產(chǎn)一條龍的運作方式。

朱：對，是這樣的！“150”經(jīng)緯儀的元件都是自己生產(chǎn)的。比如磨鏡頭的玻璃，磨到“150”經(jīng)緯儀這么大口徑，這些都是自己做的。又比如鍍膜工藝原來沒有，但經(jīng)歷了“150”以后，這個工藝發(fā)展很快，有了鍍件系統(tǒng)和鍍膜系統(tǒng)。幾乎光機所里現(xiàn)在所有的工作基礎(chǔ)都是由當(dāng)初的“150”帶起來的。“150”順利完成以后，國家也更重視光機所了。

胡：“150-1”經(jīng)緯儀研制實際上是長春光機所發(fā)展光電跟蹤技術(shù)的開端，這種說法準(zhǔn)確嗎？

朱：對，可以這樣說。研究所通過做“150”工程，從無到有培養(yǎng)了一套人才隊伍，包括許多磨鏡子的高手和機械方面的高手，還形成了光、機、電、控一整套的流程，使所里具備了很強的優(yōu)勢。而且從“150”到“718”，也是光機所做國防光學(xué)密集的20年，這20年對后來光機所的發(fā)展有很大的促進作用。

參考文獻

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