張純如:錢學森和東風導彈
【文/張純如】
篳路藍縷,以啓山林
錢學森留美期間,他的導師馮·卡門深信錢學森對於美國政府的價值,因此親自安排幫助錢學森獲得了參與美國軍事項目的保密許可證。1942年,錢學森加入馬利納的火箭研究,他們的合作催生了美國第一批軍事導彈。
在1950年美國掀起反華運動,將錢學森捲入風波之前,他已經是世界級噴氣推進專家,是當時最偉大的理論空氣動力學家,在航空學界處於領軍地位,相關著作為美國的軍方和學術界帶來了深遠影響。
錢學森的回國給了中國最重要的東西——信心。錢學森並不是第一個提議發展導彈項目的人,但錢學森是第一個其意見被認為切實可行並被付諸實踐的科學家。

“錢學森的角色是象徵性的,”導彈學家林津説,“最重要的是他的全局觀點和組織能力。他是能夠向國家領導人提出方案和建議的人。”
至關重要的是,他向領導人指出,發展導彈的重要性遠遠高於發展飛機,因為導彈的速度更快,而且可以攜帶武器跨越洲際。
1956年2月17日,錢學森向黨中央提交了一份秘密倡議書,請求建立航空和導彈研發的研究機構。10月8日,國家決定成立國防部第五研究院——中國的第一所導彈設計研究所,錢學森被任命為院長。

周恩來總理簽署的任命書,任命錢學森為國防部第五研究院院長(資料圖)
第五研究院建立之初相當寒酸。一座舊醫院和兩所療養院被改造成辦公室,只有100名僅有初中文化的工人,100~200名仰慕錢學森的聲名而投至其門下開始學徒生涯的大專畢業生,錢學森是研究院裏唯一一個火箭專家。
而此時的中國沒有一家工廠可以生產出航空所需的複雜材料。沒有大型風洞,沒有引擎測試基地,沒有發射基地,沒有專攻火箭推動問題的大學研究所。甚至,連一本拿得出手的有關這一學科的教科書都沒有。
只有一條路可以走:尋求外援。中國需要真正的導彈,不管有多落後。它們將被用來作為自行研發的樣板。
20世紀50年代,中國開始與蘇聯展開購買導彈技術的談判。直到1957年,當赫魯曉夫急切地需要得到毛澤東的支持以對抗國內外的政敵時,蘇方才作出妥協。
蘇聯賣給中國兩枚R-2型導彈和相關的發射設備。得到R-2型導彈讓中國人有機會接觸到現成的火箭系統,這一事件標誌着中國的導彈研發開始進入實質性階段。
從1958年4月到1959年4月,中國人民解放軍從各單位調配了3000多名技術專業人員,加上300多名來自工業界的工程技術專家,都充實到錢學森的第五研究院中來。與此同時,中國向蘇聯大學中派遣了更多的留學生,在那裏學習火箭技術。第一波留蘇的航空工程畢業生迅速成為導彈研發團隊中的第一梯隊。1959年1月,蘇聯人來到中國,幫助中國科學家生產導彈。
即使是仿製一枚現有的導彈,也相當困難,工程浩大。僅僅是製造R-2型火箭的引擎便要有14個工廠的參與,涉及1400道工序。

R-2型導彈(資料圖)
錢學森迅速意識到,在導彈製造的每一個相關領域,中國的條件都極為欠缺,甚至難以獲得最基本的原料:橡膠、不鏽鋼管和鋁板。他們試圖通過進口一些材料並自行製造另外一些的方法解決這一問題,此外,他們也試過用類似材料取代最稀缺的品種。在中國仿製的蘇聯火箭中,使用替代材料的比例最終高達40%。
另外一個問題是工具短缺。為了製造導彈,科學家們需要大型鑽孔壓力機、車牀、焊接設備和拼裝機器。因為沒有能夠完成這些工作的機器設備,第一代國產火箭的箭體焊接工作是由工人們手工完成的。為了改善此種狀況,蘇聯啓動了一個焊接培訓項目,幫助中國人掌握複雜的惰性氣體弧焊接法以及其他一些必需的技術。
當時的住房條件相當簡陋,一些科學家實際上住在辦公室裏,或是睡在臨時的帳篷或軍營中。不過,大多數人住在附近的宿舍樓裏。這種情況貫穿20世紀50年代中國發展第一枚液態推進探空火箭的整個過程。簡陋的機械計算器,破爛不堪的設備,小型火箭,這就是他們擁有的全部。
但此時,蘇聯人似乎卻在刻意向中國隱瞞一些火箭發展的關鍵方法。蘇聯科學家對一些文獻有所保留,不給中國同事看。兩個蘇聯原子彈專家尤其讓中國人大感不滿,他們被形容為“只聽不説的啞和尚”。
1960年8月,蘇聯突然撤回所有在華專家。大約1390名蘇聯專家和顧問被緊急召回國,至少343個合同和257個技術項目被取消。這年夏秋之際,蘇聯人整理行裝準備歸國,帶走了他們的全部圖紙和文獻,不能帶走的文件則被統一銷燬。
儘管蘇聯人走了,他們卻為中國的第一代短程火箭研發奠定了最初的基礎。1960年9月,中國發射了一枚由蘇聯製造但使用國產推進劑的R-2火箭。不久以後,以錢學森、張愛萍和電子學專家王錚為首的委員會便開始着手組織國產R-2火箭的首次試飛。導彈被用火車運往藏身於甘肅戈壁中的雙城子基地。人們經常也將這個基地稱為酒泉發射基地。
1960年11月5日早上9點,中國自制的使用無線電控制的R-2火箭在酒泉基地發射成功。這是飛過中國上空的第一枚由中國人制造的導彈,標誌着歷史的一個轉折點。
千磨萬擊還堅勁
然而,接下來的幾年對於錢學森來説卻充滿挫折。
儘管1960年12月,中國成功發射了另外兩枚國產R-2導彈,但要設計更高級的可以實際運行的導彈,人們卻一時顯得束手無策。
作為第五研究院的帶頭人,錢學森主持了中國第一代地對空彈道導彈——“東風”導彈——的研發工作。

資料圖
1962年3月21日,“東風2號”導彈在酒泉基地第一次試射,導彈失去穩定性,在發射升空69秒之後便墜落爆炸。錢學森立馬飛往基地檢查爆炸碎片,開展分析,找出問題到底出在哪裏:在設計導彈的制導控制系統時,沒有將火箭的彈性震動問題考慮在內;引擎和火箭主體結構之間的連接太過脆弱,陀螺儀的位置也不對。
禍不單行,錢學森所看好的另一個項目因為被認為過於超前而被中止。“東風3號”導彈按照最初設想,是以液氧和汽油提供推進力的洲際彈道導彈,飛行距離可達1萬公里。但在遇到無數經濟和技術上的挫折後,這一項目被取消。錢學森本質上是個完美主義者,如此遠大的目標是導彈發展的必然,但對於中國當時的技術水平而言,卻實在過於龐大和複雜。
失敗反而令錢學森下定決心更努力地工作。從20世紀60年代到70年代,錢學森對中國的導彈項目作出了4項重大貢獻。他啓發並引導了一大批手下人的工作,向他們介紹那些關鍵的理論公式,讓他們應用到實踐中去。錢學森開創的管理系統讓官僚主義的影響最小化,並塑造了中國第一代導彈的組織和技術指導模式。
在“東風2號”導彈失敗後,錢學森主持了一系列關於導彈重新設計的技術會議。在會上,他聽取其他頂尖火箭專家的意見,敦促他們“殺出一條血路”來,以解決眾多的數學問題。他的弟子莊逢甘回憶道,錢學森經常説:“美國人能做到的,我們中國人也能做到!中國人一點兒都不比美國人差!”
錢學森還介紹給這些工程師一些合適的參考資料。他自己的著作《工程系統論》在“東風2號”導彈的重新設計中便是一本非常有價值的參考書。錢學森對布里斯公式的闡釋尤為重要。
布里斯是一位著名數學家,他的計算公式被廣泛應用於彈道的計算。在《工程控制論》中,錢學森將布里斯的工作用於導彈制導系統的設計。後來,對“東風2號”的改進工作中,中國工程師據此完成了制導系統的設計。直至今日,中國的航天航空工程師們依然認為,錢學森的著作為中國從“東風2號”到“東風5號”的一系列導彈的發展提供了堅實的理論基礎。
在此期間,錢學森還將工程管理計劃模塊引進到中國。

設計一枚導彈的複雜性需要儘量減少管理體系中的官僚主義和內耗。導彈項目的管理者需要與上千名工程師和技術人員打交道,組織多個層面的工作:最高一層負責整個系統的結構,中間層負責引擎和制導系統,最底層則負責每一個組件。
1962年,錢學森制定了一個增進各層面溝通交流的方案,本質上講,它的作用就是為大型工程項目中的每一個步驟繪出一份流程圖,從而合理確定人力分工、所需時間、各部門的協作以及發展的不同階段。錢學森所制定的方案後來被用於中國遠程火箭制導系統的計算機設計。
1964年,在關於中國導彈發展方向的幾次重要會議上,錢學森等科學家幫助重新修改了“東風”導彈項目的計劃,將國產R-2導彈改名為“東風1號”,“東風2號”導彈以日本為假定打擊對象,“東風3號”導彈以菲律賓為假定打擊對象,“東風4號”對準美國關島,而“東風5號”的潛在目標則是美國本土。
從“東風2號”到“東風4號”,這些短程導彈均使用原始的皮帶式加速計,而在第一枚洲際彈道導彈“東風2號”上,使用高級的陀螺儀和萬向節。錢學森對此十分堅持:“我們絕對不能滿足於一枚初級的洲際彈道導彈。”
把酒祝東風
幾年之內,錢學森就開始看到了成果。
1964年進行的幾次發射均告成功。5月29日,3顆中近程地對地導彈順利發射升空。6月29日,經過重新設計的“東風2號”導彈也發射成功。
1965年11月,“東風2號”A型導彈成功發射,這是一項巨大勝利。這枚導彈是“東風2號”導彈的升級版,比“東風2號”的飛行距離增加了約20%,它也是中國第一枚實現了自主導航的導彈。“東風2號”A型導彈用彈身內置的小型計算機替代了雷達控制,這樣一來,敵人就無法通過干擾無線電信號而改變導彈飛行方向了。
“東風2號”A型導彈很快就被用來實施歷史上最危險的核試驗。
1966年10月27日,中國人大膽地同時進行了原子彈和核導彈的試驗。“東風2號”A型導彈在酒泉發射基地以西800公里的發射點升空,飛向新疆的沙漠,在那裏投下一枚爆炸力相當於1.2萬噸的核彈。
這次試驗為錢學森帶來了極大的知名度。《紐約時報》將中國在核武器上的進步歸功於錢學森,不僅在頭版故事中對他加以報道,還將其列為“新聞人物”。當作家米爾頓·維奧斯特從《紐約時報》上讀到錢學森的故事並以此為素材為《紳士》雜誌撰寫了一篇人物特寫後,錢學森的名字變得更加家喻户曉。

資料圖
美國電視節目《60分鐘》還製作了一期錢學森專題《美國製造?》。“如果錢學森的人生軌跡有所不同,”專題節目中總結道,“他今天或許會是美國太空項目中的重要人物。”而當曼哈頓計劃的最初成員之一拉爾夫·拉普在節目中被問及錢學森在中國核彈運載系統的研發中所扮演的角色時,他回答道:
“我認為他是奠基人。事實上,以錢學森在火箭領域的背景,我認為他必定是中國彈道導彈計劃中的指路明燈。中國人已經獲得的和未來可能獲得的成就,都不可能不歸功於錢學森的帶頭作用。”
“兩彈一星”元勳
想要明確列出錢學森在導彈項目中的所有貢獻是一件不可能完成的任務,因為他的角色主要是領導者和管理者。但中國的科學家舉出了眾多具體事例,以此可以看出錢學森若然不凡的眼光和判斷力,而眾多項目的成功與此密不可分。
錢學森曾參與用於海岸防衞用的“海鷹”系列反艦導彈的研發工作。當測試第一顆“海鷹1號”地對艦導彈時,發現雷達系統存在問題。錢學森和其他科學家於1967年7月召開會議專門解決這一問題。經過3年的測試和分析後,“海鷹1號”終於在1970年10月發射成功。同年,遠程地對艦導彈“海鷹2號”也被成功研製出來,並經過了測試。
在20世紀70年代,國防部決定聽從錢學森在20世紀60年代早期提出的建議,將導彈的雷達自動導航系統替換為紅外自動系統,因為雷達容易被幹擾。在此基礎上,改進型的“海鷹2A號”導彈項目也得到批准。“海鷹2A型”導彈於20世紀80年代初測試成功。“海鷹”導彈後來被出口到了中東國家,在那裏,它被改名為“春蠶”導彈——這個名字更為美國公眾所熟知,因為在第一次海灣戰爭中,伊拉克曾用它與美軍抗衡。
1966年,錢學森還提議設計擁有躲過反彈道導彈防禦系統的彈頭。60年代,當中國進行東風五號導彈的設計研究時,他們希望這枚導彈可以穿透美國的彈道導彈防禦系統。1966年1月4日,錢學森提議建造更高級的擁有突破防禦系統能力的“東風5型”彈頭,由此誕生了裝有電子反偵察系統及輕型誘餌導彈的返回式導彈。
錢學森在對導彈進行追蹤和遙控的遙測網絡的建立上也發揮了一定作用。這一網絡對1980年在太平洋上進行的兩顆洲際彈道導彈的發射奠定了基礎。
至少需要3個觀測點才能建立起一個能對空中飛行的導彈的位置進行追蹤的遙測網絡。儘管設在中國大陸上的3個觀測點已經可以滿足追蹤短程火箭的需求,但對於要飛到地球另一端的洲際導彈來説,它們就無能為力了。因此,必須在太平洋上的艦船上設立觀測點,與大陸上的觀測點一道完成三角定位。
1973年,錢學森出任了海軍艦載導彈追蹤控制系統研發小組的負責人。1973年9月,錢學森提議,在大陸建設遙測網絡,以陝西西安、甘肅酒泉和四川西昌為3個觀測點。
1980年5月,兩枚國產洲際彈道導彈在酒泉基地發射,飛向太平洋上空。中國大陸和南太平洋艦隊上10餘個遙測站的數百台通訊設備每秒報告一次導彈的速度、飛行姿態和高度。導彈專家上官世盤表示,這兩次成功發射是“錢學森最重大的成就之一”。
“錢學森很有遠見,”10餘年後,上官世盤這樣評價自己的導師,“如果我們沒有在10多年完成艦船雷達測控網的建設,這次發射簡直是不可能的。他比時代超前了10年,只是我們以前沒能意識到而已。他太偉大了。”
……
根據這些來自中美科學家的敍述判斷,錢學森的成就遠遠超出他自己的預期。除了對手下人加以啓發和教導,向他們強調學習基礎理論和研讀參考文獻的重要性,他還確保了來自高層的支持。
他在管理有數千名科學家參與的舉行項目方面能力非凡,與此同時,他倡導的工程系統卻又能令組織內部事無鉅細均洞若觀火。
錢學森在軍隊基本建設上扮演了重要角色,使中國擁有發射洲際核彈的能力。在他的倡導和督促下的眾多項目使中國得以步入太空時代。
只要看一眼中國20世紀50年代之後航空航天事業的發展速度和提升幅度,就會明白錢學森的領軍地位到底有多麼重要。如果錢學森沒有適時回國,中國或許將推遲導彈項目,從而令整個發展進程滯後。

《蠶絲:錢學森傳》,張純如 著,魯伊 譯,中信出版集團出版