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。

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～現在

在航天工業部、航空航天部、中國航天工業總公司、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生的事情“盡攬于眼，收于耳”。在現實生活中，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，百戰百勝”，極大減少人力和物力的損失。

而雷達就相當于現實中的“千里眼，順風耳”。

雷達最早運用于軍事，監測對方飛機、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。隨著戰爭的結束，軍事領域的先進科技開始用于民用，既可以產生極大的經濟效益，又可以讓現代生活更加便利。

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發展。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！一般而言外部環境對人的影響很大，不好的環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，越惡劣的環境越能激發我潛在的奮斗意識。我出生在湖南的一個普通農村家庭，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，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，正處八年抗戰期間，頭上敵機飛，地面炮聲響，由于戰亂，我的學習生涯都是斷斷續續的，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，我帶了中學課本，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，啟發你去思考，培養了我用腦子的習慣。我的老師經常告訴我：“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達，學了些發報機原理，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學，學了數學，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：抗美援朝戰爭之前，我還沒有見過雷達是什么樣子呢。大學畢業后，我參加了中國人民解放軍，被分配到軍委通信部工作。當時抗美援朝戰爭正處于酣戰階段，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。”當時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。

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》。《雷達叢書》共有28本，摞起來有約一米高，是美國第二次世界大戰中雷達技術的全面總結，是當時雷達領域的百科全書。《雷達叢書》是全英文版的，有很深的理論計算，又有豐富的實踐經驗，幸虧我有數學和英文基礎，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濟發展(如氣象預報、資源探測、環境監測等)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。雷達在洪水監測、海冰監測、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，從而實現了雷達的變頻。經過幾個夜晚的臨戰試驗，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設備，加裝到所有前方雷達上，還寫了操作條例，發放給前線部隊使用，從而較好地解決了戰爭中的抗干擾問題。這個操作條例以命令的形式下發，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，在今天的現代信息化戰爭中依然還使用著，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，我們在西北地區建設生產試驗基地，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只有少數幾套，用來保衛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”的戰術給揍下來的。后來它裝了偵察接收報警9號、12號等系統，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，它收到我們543雷達信號后，轉發一個欺騙干擾信號，誘偏我們的跟蹤雷達，使我們無法精確定位，曾發射三發導彈都打不中它。后來我們改變543雷達工作體制，采用連續照射的方式，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防空武器。

張履謙是一個有遠見的人，在我國航天事業發展中，他提出了“投資在天，受益在地”這個理念，點出了航天事業是造福于人類、促進國民經濟建設迅速發展、捍衛國家安全的重要手段。對我國航天事業發展的看法，他提出：“應用衛星和衛星應用星我國航天的重要發展方向，我們要切合國情發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發展和應有的國際地位。”

航天應用 發展之本

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

S：張院士，您提出那個看法時的社會環境如何？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星已經發射成功，電視已經可以轉播到全國，但是全國衛星電視接收站很少，在邊遠山區還是看不到衛星電視。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，就必須要大力發展地面衛星應用。”在這個背景下，我開始大聲疾呼：要把衛星應用搞起來！大力發展衛星應用的想法在社會生產生了很大的共鳴。

S：我國是從什么時候開始發展衛星應用的？

Z：對我國自己衛星的應用，應該說是從東方紅二號通信廣播衛星發射開始的。在這以前搞航天技術并不是開放的，發達國家對我國進行限制。發展衛星應用也是如此。1983年，根據我國與意大利簽訂的協議，開展了中意“天狼星”通信衛星試驗的國際合作，這是我國第一個空間技術國際合作的協議。這個協議是我親自率團到羅馬簽訂的。我們跟意大利協商，把他們的衛星調到東邊來，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，中國對衛星應用有了認識。后來我囯自己發射了“東方紅二號”衛星，實現了國內大城市間的通信和電視廣播，效果很好，衛星應用得到了發展。

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

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

S：張院士，衛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，因此衛星上了天，資源白白地消耗了。還有中繼衛星，中繼衛星發射上去原本是用來測控和數傳，衛星上天后經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，用作數傳的衛星也不多。如果能夠做好衛星應用工作，不但可以收回衛星研制和發射成本，而且還可以產生巨大的經濟和社會效益。

S：您認為我國航天事業將來的發展方向如何？

Z：我覺得發展應用衛星和衛星應用，應該是我們的重點，也是當前的主要方向。我國地域廣大，廣大的西北地區和數百萬平方公里的海洋待開發，中國特色社會主義經濟建設和現代化國防建設在快速進行，對發展高分辨率的對地觀測衛星、全球導航定位衛星、高性能寬帶通信衛星、電視直播衛星、移動通信衛星，環境監測衛星、應付突然事故的衛星系統等，有著廹切的需求，應用衛星和衛星應用有著廣闊的發展空間。我國發展載人航天工程，實現了楊利偉上天、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，帶動了國民經濟發展，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，發展未來航天我們應注意這些事。總之，應用衛星和衛星應用是我國航天的重要方向，我們要切合國情發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發展和應有的國際地位。

S：目前載人航天非常火，您是怎樣看待我國載人航天未來的發展呢？

Z：我很關心中國怎樣搞載人登月的問題。美國現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濟效益，但是對我們國家的政治影響和經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

紅旗一號導彈系統，即前蘇聯C-75型（北約命名為SA-2）中高空、中近程地空導彈武器系統。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。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。該系統由導彈、發射架、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，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，擴大作戰空域，研制了紅旗二號導彈系統至21世紀初一直是我國防空部隊主戰武器。

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發展的足跡，也明白了我國航天事業發展的重要意義，更知道了什么是對國家的奉獻。