割掉導彈的“洋尾巴”

1964年9月，中央軍委下達了組建第一個戰(zhàn)略導彈陣地的命令。那年冬天，時任中國人民解放軍副總參謀長的張愛萍，帶著梁思禮等人親赴東北勘選導彈部隊的陣地。他們拄著木棍，踏著沒膝的大雪，鉆山溝、穿密林，風餐露宿，對即將開建的導彈陣地的山形、高度、坡度和石質(zhì)進行詳盡的考察。

1992年查火箭故障時與林宗棠（右）、屠守鍔（中）交談 。

東風二號導彈是按蘇聯(lián)的框框搞的，原有的控制系統(tǒng)采用無線電橫偏校正系統(tǒng)，即該系統(tǒng)向空中發(fā)送一個無線電等信號面，導彈發(fā)射后沿著等信號面飛行，假如偏離等信號面，則由彈上接收機等自動校正橫向偏差，從而提高橫向落點精度。

但橫偏校正系統(tǒng)有一個局限性，在蘇聯(lián)的發(fā)射勤務指南中嚴格規(guī)定了陣地的地形要求，不符合這個要求就會使等信號面發(fā)生畸變，會影響命中精度。蘇軍的陣地多在開闊地上，他們很容易按照發(fā)射勤務指南操作。而我國為了作戰(zhàn)需要，陣地要建在山區(qū)隱蔽的地方，橫偏校正系統(tǒng)在山地會受到地形的干擾，導彈發(fā)射時，搜索雷達必須搬到朝向發(fā)射目標的位置，如果發(fā)射目標變化，搜索雷達就得隨之搬來搬去，像一條老要不停甩動的大尾巴，很難達到實戰(zhàn)要求。梁思禮一行在勘察陣地時，也發(fā)現(xiàn)在山地中等信號面確實發(fā)生了畸變。

由于作戰(zhàn)使用不便，導彈部隊要求研制單位去掉無線電橫偏校正系統(tǒng)，即“割尾巴”。在一個型號飛行試驗成功接近定型的時候，要求做這樣大的方案變動，無疑是非常困難的。但這是用戶的需要，實戰(zhàn)的需要，梁思禮和他的研制團隊必須千方百計去滿足。

好在當時有較成熟的技術儲備，早在1961年9月，國防部五院二分院組織了控制系統(tǒng)技術發(fā)展途徑的方案大討論，在全慣性制導方面提出了許多新思想和方案，其中“雙補償制導方案”和“橫向坐標轉(zhuǎn)換方案”，首選列入了預先研究計劃，并作為東風二號備份方案開展配套預研工作，到用戶提出“割尾巴”時，該方案已經(jīng)經(jīng)過各種地面試驗達到了可以應用的成熟程度。

在決定導彈上馬哪種制導方案時，設計師系統(tǒng)提出了三種方案：第一種方案是“坐公共汽車”方案，即把雙補償和橫向坐標轉(zhuǎn)換兩套裝置作為“乘客”裝在東風二號上，在飛行試驗時，測得這兩套裝置的有關信息，以判斷工作質(zhì)量。這種方案比較穩(wěn)妥，但試驗周期長；第二種方案是“半搬方案”，即每次飛行只要更換一套裝置，或者把無線電橫偏校正系統(tǒng)改為橫向坐標轉(zhuǎn)換，而另一套裝置仍沿用原來東風二號的。這種方案有一定的風險；第三種方案是“全搬”方案，即用雙補償和橫向坐標轉(zhuǎn)換裝置把東風二號原來的制導系統(tǒng)全部換下來，這種方案承擔的風險最大，但一旦試驗成功，就能立即把新系統(tǒng)正式用到型號上去，可以大大縮短試驗周期。

梁思禮等技術負責人充分相信新系統(tǒng)在理論上的正確性和實現(xiàn)的可能性，堅決主張上“全搬”方案。為此，第一設計部內(nèi)開展了一場激烈的爭論，通過反復討論比較，1965年7月5日，七機部正式批準采用“全搬”方案。由梁思禮帶隊僅一年時間就完成了修改設計及飛行試驗，并取得連發(fā)連勝的好成績。

1967年12月，東風二號甲改進型導彈定型，隨之進行了小批量生產(chǎn)，使用情況一直良好。1969年，東風二號甲改進型導彈正式裝備部隊，成為第一代為我國站崗放哨的戰(zhàn)略核導彈。

洲際導彈利劍強腦

要想成為戰(zhàn)場的主人，重要的不是你擁有多少數(shù)量的利劍，而在于你的利劍擁有多強的大腦。導彈控制系統(tǒng)，就充當著“大腦”的角色。

“東風五號”洲際導彈的設計方案開始于1965年，可以說它是生逢亂世。在此之前的導彈沒有計算機裝置，用分離元件組成的計算裝置，又大又重，計算精度也很差。“東風五號”要求目標打擊精度更高，控制系統(tǒng)首當其沖就要改變過去的制導方案。這是技術跨度非常大的舉措，每一項新技術都充滿了挑戰(zhàn)，都是設計師們需要面對的攔路虎。

為了制訂滿足精度要求，又具有發(fā)展?jié)摿Φ闹茖Х桨福\載火箭研究院專門組織了“東風五號”制導系統(tǒng)的方案討論會，控制系統(tǒng)研究所在梁思禮和徐延萬的主持下，重點對捷聯(lián)式制導方案和平臺—計算機方案進行了深入細致的研究。

考慮到平臺—計算機方案能直接建立慣性基準，不需要坐標轉(zhuǎn)換，同時制導方案比較簡單，可以降低對彈載計算機的要求，在制導方程中不出現(xiàn)姿態(tài)角，所以也不需要高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換或數(shù)字輸出的傳感器。此外，平臺能改善加速度表和陀螺儀的動態(tài)環(huán)境，有利于提高器件的使用精度。因此，經(jīng)過反復權(quán)衡，梁思禮最后決定在“東風五號”上采用這種新的制導技術。

平臺—計算機制導技術的關鍵是要有運算速度快、小型化的彈載計算機，也就是集成電路計算機，由它完成制導程序的實時計算，發(fā)出各級關機信號、程序俯仰信號、遙測數(shù)字信息以及修正彈道用的導引信號。它的成敗，關系著“東風五號”有沒有聰明的大腦，決定著我國的戰(zhàn)略武器能否形成戰(zhàn)斗力。

1965年，國外的集成電路剛剛研發(fā)出來，僅有美國民兵-2導彈使用了集成電路彈上計算機，元器件還經(jīng)常出問題。而我國的計算機正處于從電子管向晶體管轉(zhuǎn)變的時期，其整體技術還比較落后，此時梁思禮他們的決定無疑是具有前瞻性的大膽決定。梁思禮用“在白紙上畫畫”來形容這項任務的艱難，“再難，也要咬著牙走下去，必須把技術掌握在自己手里，因為這是國家的需要。”

任務落在了梁思禮領導的控制所和航天771所的身上。先由控制所下達任務書，提出技術指標，再由771所具體研制。

20世紀60年代對于大多數(shù)中國人來說，計算機似乎還遠在天邊。控制所的技術人員對計算機也不大熟悉，除了能提出體積、質(zhì)量、可靠性與適應惡劣環(huán)境要求外，卻提不出設計計算機需要的性能指標要求。任務書中只有計算的公式、計算時間與當量表示的計算精度等內(nèi)容。因此，只有通過仿真計算來求出彈載計算機的字長、容量與速度等基本指標了。

由于受當時工作條件限制，大量數(shù)據(jù)只能靠手工穿孔紙帶輸入，運算一次要花很多時間。為了趕時間，辦公室里白天人人伏案，夜夜燈火通明，誰也不愿離開工作崗位。梁思禮經(jīng)常到實驗室了解指標計算、邏輯設計情況。計算機專家沈緒榜等人就依據(jù)邏輯設計做線路設計、版圖制作、芯片制備、器件組裝、整機裝調(diào)、運行考核、三防處理、例行試驗等，這一系列的工作就像一條流水線一樣不停地運轉(zhuǎn)著。1966年9月，一臺全部國產(chǎn)的22位雙極小規(guī)模集成電路彈載計算機終告完成。

正當大家如釋重負、喜極而泣的時候，一個壞消息傳來：所有指標都達標，只有一個指標未達標——計算機體積過大，裝不進彈艙，而且由于所用的組件太多，可靠性也不高。

梁思禮明白，解決的辦法唯有提高芯片的集成度，芯片用得少，體積就小了，計算機上的組件少了，可靠性也就相對提高了。可在當時，這是個大難題，沒有一年半載是搞不出來的。

梁思禮開動腦筋并和大家一起商量，能不能從設計上來想辦法，在滿足精度要求下，調(diào)整計算機字長，這樣計算機體積不就小了嗎？

談起當時的思路，梁思禮常常引以為豪：“我們重新推導了制導方程和關機方程，犧牲一些方法誤差，以減少計算機的負擔，從而減少計算機的復雜性。從整個制導系統(tǒng)來看，方法誤差增大后影響不大。由此我們的彈上計算機采用的是增量計算機方案，沒有乘除法，只有加減法，雖然粗了一些，但是少用了近1/3的集成電路，解決了小型化難題。”

很難相信，東風五號洲際導彈上使用的第一臺彈上計算機，竟然是只有12條指令，沒有乘法、除法指令的算術型增量計算機，其運算速度只有每秒近兩萬次的水平，存儲量小的只有768個字，制導計算完全是通過增量的累加得到全量的。

1971年9月10日，這種彈載數(shù)字計算機參加了我國東風五號洲際導彈的首飛試驗，一舉獲得成功。

在1986年出版的《當代中國的航天事業(yè)》一書中，這樣描述和評價了梁思禮的創(chuàng)新性貢獻：

為提高大型運載火箭的制導精度，專家梁思禮和他的同事們經(jīng)過理論研究和反復計算，完成了關機方程和導引方程的推導，從而有可能用一個中速度、小容量的箭上計算機完成大型運載火箭的高精度復雜運算。這樣的制導方案和國外常用的平臺式制導系統(tǒng)相比，具有突出的優(yōu)點和創(chuàng)新，為我國慣性制導系統(tǒng)的發(fā)展開辟了新的途徑。