“国防新技术协定”与中国导弹科技工业的初创

来源:当代中国史研究 作者:姜玉平 时间:2018-06-29
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第二次世界大战期间出现的德国V-2导弹是弹道导弹(本文主要讨论弹道导弹,以下简称导弹)的鼻祖。第二次世界大战后,美苏等国在学习和研究V-2导弹的基础上发展了各自的导弹技术。中国的导弹科技工业是在引进和仿制苏联导弹的基础上建立、发展起来的。对于中国通过学习与仿制途径建立导弹科技工业的历史,一些书籍[1]的叙述大都较为简略,戴超武[2]、沈志华[3]等从中苏关系史的角度对于苏联援助中国核武器与导弹事业的问题做过专门研究,李成智[4]从技术史的角度对中国仿制苏联导弹做过比较系统的梳理。需要指出的是,创建导弹科技工业是中国主动做出的战略决策,引进苏联导弹技术只是实现这个目标的重要途径。对于中国如何通过仿制建立导弹制造协作体系、培养设计人员以及如何通过改型设计建立导弹技术体系等问题,仍缺乏深入而清晰的研究。本文拟在已有研究成果的基础上,结合历史档案、口述回忆以及相关文献材料,对中国通过引进和仿制苏联导弹初步建立导弹科技工业体系的过程及其相关问题进行进一步发掘和探析。

主动向苏联争取技术援助

(一)中国确立“自力更生为主,力争外援为辅”的指导方针

中国筹建导弹事业之初,工业基础、技术积累与研究人才都十分薄弱。当时,刚刚归国的钱学森估计,中国研制射程为300公里~500公里的导弹,“如无国外资料,自己从头开始,可能需10年,也许短些”[5]。向外部争取技术援助,无疑是中国缩短研制周期的一条捷径。然而,从西方国家获得援助几乎不可能,苏联是唯一有实力并且愿意提供援助的国家,此前已在一般工业和国防工业方面给予了中国大量援助,在这种情况下,中国把争取技术援助的目光投向苏联。

1956年2月17日,钱学森向中共中央递交了《建立我国国防航空工业意见书》,提出建立导弹工业应“研究、设计和生产三面并进,而在开始时,重点放在生产,然后兼及设计,然后兼及研究”。要在短期内做到这些,“非争取苏联及其他兄弟国家的大力帮助不可”。为此,钱学森建议向苏联派遣留学生,学习导弹制造、设计与研究,聘请苏联专家为我国设计大型风洞、发动机试验设备等研究设施。[6]主管军工生产和军队装备的中央军委副主席聂荣臻看过这份意见书后认为,它“为中国火箭和导弹技术的发展描绘了实施蓝图”[7]。随后,聂荣臻受周恩来的委托,负责筹建导弹事业,他将钱学森的意见书作为筹建工作的基本方略,积极争取苏联的技术援助。然而,苏联起初仅同意向中国提供教学用P-1导弹模型及接收50名导弹专业留学生,理由是中国还不具备接受苏联导弹技术的能力,需要过几年再向中国提供技术援助。苏方的答复不免让聂荣臻“大失所望”[8]。在一筹莫展之际,聂荣臻问钱学森:没有苏联帮助,中国能不能研制出导弹?钱学森回答:可以研制出来!(中国航天科工集团梁守槃办公室:《梁守槃访谈录》,2007年7月23日。)这个答复坚定了聂荣臻的信心。

1956年10月8日,我国第一个导弹研究机构——国防部第五研究院(以下简称五院)正式成立。15日,聂荣臻根据钱学森的意见向彭德怀、周恩来递交了《加强我国研制导弹问题的报告》,认为“即使争取不到外援,我们也不是完全没有力量独立进行研究”,“应采取自力更生为主,力争外援和利用资本主义国家已有的科学成果为辅”[9]作为导弹研制工作的指导方针。据此,中国一方面继续向苏联争取技术援助,另一方面积极筹建研制机构,购置急需的仪器设备和实物样品等。

(二)中苏签订“国防新技术协定”

1957年以后,苏联内政外交政策发生了重大变化,中国在争取苏联国防新技术援助方面取得了重要突破。8月24日,苏联驻中国大使馆临时代办向中国外交部递交了“苏联政府同意接待中国政府代表团赴莫斯科谈判”的照会。随后,中国成立了由40多人组成的中国政府工业代表团,聂荣臻任团长,宋任穷、陈赓任副团长,李强(兼任秘书长)、万毅、钱学森、刘杰、王诤、张连奎、刘寅等为团员,另外还配有导弹、原子能、飞机、无线电等方面的技术顾问13人[10]。9月7日,中国代表团飞往莫斯科。10日,以聂荣臻为首的中国政府工业代表团和以别尔乌辛为首的苏联政府代表团正式开始谈判。双方各自组成军事、原子能、导弹、飞机、无线电5个小组,分头进行谈判。[10](p.619)期间,双方围绕国防新技术援助问题展开了广泛而深入的谈判,进展十分顺利。

10月15日,中苏双方在莫斯科苏联国防部大楼正式签订了《中华人民共和国政府和苏维埃社会主义共和国联盟政府关于生产新式武器和军事技术装备以及在中国建立综合性原子工业的协定》(以下简称“国防新技术协定”)。协定共5章22条,规定:“苏联政府在综合性原子能工业生产与研究原子能武器、火箭武器、作战飞机、雷达无线电设备以及试验火箭武器、原子武器的靶场等方面对中国政府进行技术援助”。[11]具体到导弹技术,协定规定苏联在1957~1961年底向中国提供4种导弹(即近程地地导弹P-2、地空导弹C-75、岸舰导弹C-2、空空导弹K-5M)的样品和有关技术资料,派遣专家帮助进行仿制;帮助中国进行导弹研制、试验靶场的工程设计,并提供重要设备;增加接收中国导弹专业留学生的名额;(航天工业部第一研究院院史编辑委员会:《航天工业部第一研究院大事记(1957~1987)》,1987年印,第2页。)向中国提供两个连的岸对舰导弹装备,帮助中国海军建立一支导弹部队。[12]“国防新技术协定”的签订,标志着苏联正式同意向中国提供大规模的国防新技术援助,中国的导弹事业迎来前所未有的发展契机。

建设导弹研制与发射试验基地

(一)组建导弹研究、设计机构

五院成立之初下设10个研究室,第六至第十研究室以总体设计与弹体设计为主,第十一至第十五研究室以控制系统设计为主。后5个研究室的技术力量较为薄弱,而导弹研制80%的工作量集中在控制系统,因此,必须增强控制系统部分的技术力量,才能适应仿制苏联导弹的需要。1957年11月9日,五院向航空工业委员会递交了《关于导弹研究院的体制意见的报告》,建议调整五院研究体制。

1957年11月16日,国防部决定以五院的行政机关为基础组成总院;以五院前5个研究室为基础组建一分院,负责各类导弹总体设计和弹体、发动机研制;以五院后5个研究室和总参通信兵部电子科学研究院为基础组建二分院,负责各类导弹控制系统研究、设计和试验。经过调整,一分院设置了总体设计、结构强度、空气动力、发动机、冲压发动机、推进剂、材料、测试8个研究室,(航天工业部第一研究院院史编辑委员会:《航天工业部第一研究院大事记(1957~1987)》,第1~2页。)汇聚了梁守槃、屠守锷、庄逢甘、任新民、姚桐斌等专家。二分院设置了控制系统、防空系统和情报传递系统、陀螺仪和自动驾驶仪、电子计算机、雷达设备设计、无线电通信设备、控制元件和程序装置、遥测设备和显示设备、侦察干扰设备设计、无线电波、理化、无线电测试标准仪器12个研究室和1个试制工厂。(航天工业部第二研究院院史编辑委员会:《航天工业部第二研究院大事记(1957~1986)》,1987年印,第2页。)

国家为两个分院迅速配备了大量党政干部、专业配套的技术人员及技术工人,到1960年底,一分院共有15600人(航天工业部第一研究院院史编辑委员会:《航天工业部第一研究院大事记(1957~1987)》,第66页。),二分院共有10614人(航天工业部第二研究院院史编辑委员会:《航天工业部第二研究院大事记(1957~1986)》,第30页。)。经过体制调整和人员补充,五院成为组织比较健全、人员比较配套、结构比较合理的研究设计机构,为开展仿制、建设研制与发射试验基地提供了组织保障和人力资源。

(二)建设导弹研制与发射试验基地

建立导弹科技工业需要建设相应的研究、设计、试验等设施。1958年1月18日,钱学森、王诤等组成中国代表团,同苏联经济联络总局驻华副代表加里宁与季琴科夫等12名来华专家组成的苏联代表团,就苏联援建两个分院、试制工厂、试制基地以及组织P-2导弹仿制问题进行谈判。经过谈判、考察和选址,最后选定在北京建设导弹研制基地,并商定了基地4项工程建设的任务书等。(航天工业部第二研究院院史编辑委员会:《航天工业部第二研究院大事记(1957~1986)》,第4~5页。)

1958年3月10日,彭德怀批准了任务书,4项工程合计工业建筑面积41万平方米,所需设备7000项、10万多台(件),建设周期7年。(航天工业部:《航天事业三十年(1956~1986)•科技经验篇》,1988年印,第261页。)根据任务书,4项工程分别为:8102工程,包括一分院及其试制工厂,建在北京南郊的211厂及以东地区;8103工程,即一分院液体火箭试验站,建在长辛店李家峪马列主义学院二分院的东北,主要进行各类导弹及发动机的研究试验和试制样品的试验;(航天工业部第一研究院院史编辑委员会:《航天工业部第一研究院大事记(1957~1987)》,第6~7页。)8108工程,即建在云岗地区的空气动力研究中心,“任务是进行火箭、飞航型导弹、飞机空气动力学方面的科学研究工作及冲压发动机的研究工作”(航天工业部:《航天事业三十年(1956~1986)•科技经验篇》,第380页。);8109工程,即二分院,建在北京西郊的永定路地区。(航天工业部第二研究院院史编辑委员会:《航天工业部第二研究院院史(1957~1987)》,1987年印,第58页。)

4项工程的初步设计由苏方负责,施工图设计与土建施工由中方负责。工业建筑中的重要部分及4项工程的试验、生产、工艺设备等均由苏方负责设计和提出分交清单;民用建筑则全部由中方设计。考虑到今后自行研制的需要,中方在苏方的初步设计方案之外增加了许多科研设施。最后,国家计委批准经过调整的4项工程的总规模比初步设计要大得多,其中工业建筑总面积达85.2万多平方米,民用建筑总面积达110万多平方米,总投资7.3亿多元,超过原来规模的1倍以上F。1959年下半年,4项工程相继开工。虽然当时正赶上国家大幅度压缩基建规模,但4项工程不仅没有停工,反而加快了施工进度。1960~1961年,4项工程达到建设高潮,施工队伍多达15000多人,两年共完成建筑面积100多万平方米。[13]1964年底,4项工程建设基本竣工,北京导弹研制基地初步建成,拥有一批工艺技术新颖、结构复杂、精密度高的科研设施与大型试验设备,为导弹仿制和自主研制提供了良好的科研条件。

另外,在苏联专家的帮助下,从1958年3月开始,我国在内蒙古额济纳旗建设导弹发射试验基地,当年10月被命名为“二十基地”。经过数万名官兵两年半的紧张施工,1960年8月,二十基地完成建设任务并投入使用。

组建导弹制造协作体系

P-1导弹是V-2导弹的仿制型号,P-2导弹是P-1导弹的改进型,最大射程为590公里,这在当时已不算先进型号,甚至有些过时,但对导弹工业尚为空白的中国来说仍很有价值。根据“国防新技术协定”,1957年12月24日,苏联提供的两枚P-2导弹与一套地面设备运抵位于北京云F航天工业部:《航天事业三十年(1956~1986)•科技经验篇》,第262页。

岗地区的五院一分院驻地。苏军一个缩编的P-2导弹营102人亦同时到达,负责导弹测试、发射等操作训练。(航天工业部第一研究院院史编辑委员会:《航天工业部第一研究院大事记(1957~1987)》,第2页。)五院计划在1959年9月完成第一批仿制导弹总装出厂,争取在新中国成立十周年之前试射,故在1958年4月28日将仿制P-2导弹工程的代号定为“1059”。6月28日,P-2导弹图纸与第一批技术资料运至五院;11月20日,又有几批技术资料到达五院,包括生产图纸、技术条件、计算资料、标准件、工艺流程、部分工装模具、试验设备及冶金资料等。(航天工业部第一研究院院史编辑委员会:《航天工业部第一研究院大事记(1957~1987)》,第11页。)五院立即组织参加仿制的技术人员翻译和学习资料。8月27日,苏联帮助我国进行仿制的第一批专家抵达五院,随后,P-2导弹仿制工作全面展开。1959年3月31日,五院任命梁守槃为“1059”总设计师。

仿制虽然没有研究和设计环节,但也绝非易事,不仅需要弄懂设计中的许多难题,还要攻克材料、工艺等方面的问题。开展仿制工作之初,干部和技术人员对仿制的方针、任务等问题认识比较模糊,行动也不一致。针对这个问题,1958年8月16日至11月6日,五院党委召开了院、分院、研究所(工厂)、研究室(车间)和大尉以上干部会议,历时83天。会议重点讨论了建院方针、任务和体制,对如何处理好学习与研究、仿制与独创的辩证关系等问题进行了深入讨论,统一了思想。(航天工业部第二研究院院史编辑委员会:《航天工业部第二研究院大事记(1957~1986)》,第8页。)12月11日,一分院党委扩大会议提出:“1059”仿制中的材料、设备和技术是三大关键,必须把“1059”仿制作为压倒一切的中心任务,组织仿制人员学习消化资料,并且要学深学透,为下厂解决问题做好技术准备。(航天工业部第一研究院院史编辑委员会:《航天工业部第一研究院大事记(1957~1987)》,第17页。)在仿制过程中,国家一方面积极组建全国导弹制造协作体系,另一方面努力解决材料、元器件与仪器设备的国产化问题。

(一)组建导弹制造协作体系

导弹制造具有技术复杂、综合性强、协作面广和生产周期长等特点,几乎涉及现代工业所有的技术领域和生产部门。五院不可能把所有的生产环节都包下来,因此必须开展大协作,组建全国导弹制造协作体系。鉴于导弹与飞机在制造技术上相近,而我国航空工业已有相当的生产规模和技术基础,航空工业委员会决定在航空工业系统开展导弹试制。苏联专家来到五院以后,五院派人陪同他们到北京、西安、沈阳等地考察有关工厂,开展总装及发动机、控制系统、地面设备等分系统的选厂定点工作。

1958年5月17日,五院与第一机械工业部(以下简称“一机部”)联合制定了“1059”武器系统任务分配表及各承制单位完成仿制任务的时间进度。“1059”以五院为主,一机部航空工业局、电子工业局与冶金、化工、建工等工业部门参加。其中,总体设计和总装由五院一分院负责,弹上和地面控制设备的仿制由五院二分院负责,(航天工业部第二研究院院史编辑委员会:《航天工业部第二研究院院史(1957~1987)》,第13页。)原属一机部航空工业局的211厂承担总装任务。当年8月,五院一分院整体向南苑地区搬迁,总体设计与总装由此实现无缝对接,形成科研生产联合体,这对仿制与后来的自主研制起到了促进作用。10月3日,211厂划归五院。随后,五院对原为飞机修理制造厂的211厂进行扩建和技术改造,使其成为导弹总装厂。“1059”各分系统由分布在全国各地的25家一级协作厂负责试制。(航天工业部第一研究院院史编辑委员会:《航天工业部第一研究院大事记(1957~1987)》,第8~9页。)其中,“1059”的发动机由111厂负责仿制,由于结构复杂、加工精度高、工艺难度大、新材料采用多,因此生产难度比较大。为了按时完成试制任务,一机部为111厂扩建了厂房,充实了技术力量,新建导弹发动机生产线,使原为我国航空发动机制造基地的111厂转型成为液体火箭发动机制造基地。

根据协作分工,五院负责抓总,派出技术人员与苏联专家一起带上设计图纸及技术资料、实物样品,到各个协作厂指导试制。起初,大家对尖端产品的质量要求和技术复杂性认识不足,从材料到工艺,从制造到装配,都不够成熟和完善;加上一些工厂未能深入学习消化资料,也没有按照尖端技术产品的特点做好工艺和工装准备,加工出来的产品与尖端技术产品的质量标准与要求有着很大差距,大部分产品不得不翻修甚至报废。

为了及时扭转这种状况,1959年3月12日,一机部召开主要承制厂厂长、党委书记会议。会议要求各厂学习技术资料,重视产品质量,虚心听取苏联专家的建议;明确了驻厂工作组的职责关系;还根据原材料情况重新确定了生产数量和完成日期。(航天工业部第二研究院院史编辑委员会:《航天工业部第二研究院院史(1957~1987)》,第16页。)

与此同时,五院要求下厂技术人员认真向苏联专家学习,处理生产中出现的技术问题,严格按照设计图纸生产产品。经过五院和各承制厂的共同努力,仿制生产的产品质量得到显著改善,并逐步走上正轨。

据不完全统计,全国共有1400多个工厂和研究机构直接或间接地参加了“1059”仿制(航天工业部第一研究院院史编辑委员会:《航天工业部第一研究院大事记(1957~1987)》,第9页。),五院与这些单位建立了长期的协作关系。这样,导弹制造协作体系就比较完整地建立起来,既适应了仿制生产的需要,又使后来的自主研制建立在我国工业基础之上,不再受制于人。

(二)解决新材料、元器件和仪器设备供给问题

新材料、电子元件、仪器仪表、精密机械、特殊设备、测试技术、计量基准是建立导弹科技工业不可或缺的物质与技术基础,当时被称为“开门七件事”。仅就材料而言,“1059”所需的主要金属材料(不包括控制系统)共509种、1900余项,非金属材料326项,其中大部分还有耐高温、高强度、耐油、耐磨、特细、特薄、冷加工等特殊要求。[14]仿制开展之初,国产材料大概只能满足1/3的需要,许多急需的材料、元器件与仪器设备国内无法生产。尽管如此,五院仍坚持贯彻仿制生产“立足国内”的原则,一方面,根据“国防新技术协定”向苏联订购一部分国内暂时无法解决的材料与元器件;另一方面,委托国内单位研制符合技术要求的材料与元器件。如1958年9月12日至10月30日,五院一分院委托中国科学院化学研究所、金属研究所和冶金部钢铁研究院研制黏合剂、特种树脂、有机氟油、高温涂料、高温合金、多孔金属陶瓷等,并进行相应的工艺试验研究、性能测定。(航天工业部第一研究院院史编辑委员会:《航天工业部第一研究院大事记(1957~1987)》,第13页。)

由于当时我国工业水平还比较薄弱,加上“大跃进”运动的干扰,材料、元器件生产中的质量问题不断出现,这严重影响了“1059”的生产进度。1959年3月14日,五院一分院党委扩大会议传达了3月12日五院与一机部协作厂会议的精神,明确了设计部门与工厂的关系,提出了要求和确保产品质量的措施,还要求参加仿制的技术人员“不走样地学习”苏联技术资料。(航天工业部第一研究院院史编辑委员会:《航天工业部第一研究院大事记(1957~1987)》,第21页。)可是,在许多具体问题上真的要“不走样地学习”,又是难以办到的。例如,“图纸上注明翻砂用的沙子是苏联某条河流的,木材是西伯利亚的小白桦树,木螺钉要用英制的标准,皮革要用苏联某地的小牛皮等等,连试验用的酒精、液氧、过氧化氢都要用苏联的。”[15]类似的问题多如牛毛。这些本来都是非常具体的枝节问题,但在上级要求“不走样地学习”苏联的氛围下变为十分棘手的大问题,甚至在基层无法解决,只能逐级上报。此外,有的苏联专家坚持按照苏联的设计标准,中国没有就要向苏联订货,这也使一部分技术人员产生了畏难情绪,把苏联资料视为金科玉律,不敢越雷池一步。由于五院要求承制厂重视产品质量,强调按照苏联图纸生产,一些工厂就认为要生产出合格产品,必须大量采用国外器材,因此要求增加国外订货,这就导致停工待料的现象越来越严重。

面对这种严峻的形势,1959年7月8日,五院向国防部国防科学技术委员会提交了《为1059试制生产中采用代料的请示》,提出“采取有分析、有试验、以技术条件相同的材料代用的办法和国内积极试制的办法”,以改变原定一切按苏联资料规定的材料试制产品的计划。(航天工业部第一研究院院史编辑委员会:《航天工业部第一研究院大事记(1957~1987)》,第27页。)7月9日,聂荣臻批示道:“我意外料未到应用国料试制,不要专赖外援,在试验过程中,可能遇到失败决不可怕,只有在不断试验过程中才能取得经验。材料也可能在试验过程中找到出路。”[16]此后,五院一分院切实贯彻“立足国内”的原则,搜集“代料”情况,制定“代料”方案,只要国内材料能够代替进口材料就果断采用。二分院一方面加强反设计,以摸透控制系统及主要设备的工作原理和设计参数,并努力解决“超差代料”问题;另一方面,重新组织技术人员下厂,与承制厂的技术人员一道按照国情研究“代料”方案,处理生产中的技术问题与“超差代料”问题。据统计,仅二分院第一设计部就解决“超差”问题543项、“代料”问题1345项以及生产中的技术问题106项,并且对“超差代料”问题的处理,实行下厂技术人员签字制度。(航天工业部第二研究院院史编辑委员会:《航天工业部第二研究院院史(1957~1987)》,第17页。)这就要求技术人员不仅要吃透“1059”的设计思想与技术,还要对所采用的材料、元器件的性能有所了解,这对学习消化资料的深浅程度无疑是一次重要检验。[17]

与此同时,国家也及时安排协调“1059”所需的材料、元器件与仪器设备的研制部门和试制单位。1959年11月,五院一分院根据“1059”发动机仿制的需要,由任新民、姚桐斌等与冶金工业部101厂、鞍钢、抚顺钢厂、大连钢厂、沈阳苏家屯有色金属加工厂、钢铁研究院等单位签订了试制155项金属材料的协议,与石油工业部、化学工业部、建筑材料工业部、轻工业部所属的20多个单位签订了试制87项非金属材料的协议。(航天工业部第一研究院院史编辑委员会:《航天工业部第一研究院大事记(1957~1987)》,第29页。)后来,冶金工业部按照协议向五院提供了各种规格的金属材料,机械工业部、建筑材料工业部、化学工业部、纺织工业部等提供了轴承、橡胶密封材料、润滑剂、特种油漆、防热玻璃棉、玻璃布橡胶、石墨制品等急需的材料。

“1059”的推进剂为液氧、浓度为92%的酒精和过氧化氢,当时我国还不能进行工业化生产,为此化学工业部专门建立了工厂进行试制,按时生产出合格的推进剂。推进剂专家李乃暨回忆说:“在液体发动机的首次试车中,苏联专家小组竟然怀疑我们生产的液氧质量,不让使用,提出让我们到苏联去购买。我们没有听他们的,我们据理争辩。在确凿的事实和数据面前,他们同意使用我们的产品。后来试车成功,证明我们的产品质量是合格的”。(航天工业部:《航天事业三十年(1956~1986)•科技经验篇》,第178页。)可见,协作单位的工作成效十分显著,保证了“1059”的顺利推进。

聂荣臻把解决新材料、元器件和仪器设备供给问题作为保障导弹仿制生产的关键环节,积极谋划新材料、元器件和仪器设备的研制和生产。1959年7月2日,聂荣臻就国防工业发展中遇到的材料数量、品种、规格难以保证的问题,代中央军委向毛泽东并中共中央写报告,建议制订发展品种和规格、提高质量的材料研制生产规划,提出“特别要研究和掌握各种耐高温、高强度和具有某些特殊性能合金钢的生产技术”;“研究并生产各种耐高温、耐低温、高绝缘、高强度、耐腐蚀、耐磨、耐油等特殊性能的塑料,合成橡胶和化学纤维;解决高能燃料,超纯物质,稀有气体以及各种毒剂与消毒剂;生产和供应特种纸张等等”[16](p.679)。中共中央同意了这个建议,据此制订了相关的材料研制与生产规划。

此后,国家科学技术委员会、国防部国防科学技术委员会、冶金工业部、一机部、化学工业部、石油工业部、中国科学院等部门先后建立了新材料试制小组,开展新材料、新设备的科研攻关,取得了非常突出的成绩。至1965年,我国试制成功的新型金属材料、新型无机非金属材料、新型化工材料共1.28万项,品种上可以满足导弹、原子弹等方面科研和生产需要的90%以上。[18]

在仿制中学习设计技术

在仿制导弹之前,我国已仿制过苏联飞机、坦克、雷达等武器装备,但都未能达到自行设计的程度。根据“国防新技术协定”,苏联帮助中国按照设计图纸制造导弹,但不负责传授设计知识。因而,苏联派到中国的专家绝大部分是在工厂搞工艺的,对导弹设计了解不多。为了改变这种被动局面,聂荣臻指示:“有了苏联图纸和技术资料,可以加速导弹事业的发展,但我们不要忘记‘自力更生’。在仿制每一类型导弹(弹道、防空、海防)时,要吃透它的设计理论。仿制成功后立即开展自行设计技术指标更高的同类国产导弹”[19]。意即仿制导弹不是像以前那样按照苏联设计图纸开展大规模生产,而是希望通过仿制掌握设计技术,然后自行设计性能更好的产品。

为此,五院调整了研究体制,按照研究设计的要求开展仿制。1958年4月2日,一分院以总体设计室为基础,组成弹道式导弹总体设计部(第一设计部);以发动机研究室为基础,组成液体火箭发动机设计部(第三设计部);以试制工厂筹备处为基础,成立液体火箭发动机试验站。(航天工业部第一研究院院史编辑委员会:《航天工业部第一研究院大事记(1957~1987)》,第7页。)4月17日,二分院成立第一设计部,承担导弹控制系统和电子设备的研制。(航天工业部第二研究院院史编辑委员会:《航天工业部第二研究院大事记(1957~1986)》,第5页。)

在仿制过程中,五院要求技术人员把学习和掌握设计技术作为中心任务。1958年9月30日,一分院党委发出紧急通知,要求“凡有苏联专家的单位,都应按专业指定专人向苏联专家学习,务求把‘1059’等资料学深学透,把技术学到手”。随后,确定了向苏联专家跟班学习的技术人员名单。(航天工业部第一研究院院史编辑委员会:《航天工业部第一研究院大事记(1957~1987)》,第14页。)11月28日至12月5日召开的二分院第一次党代会提出:“仿制‘1059’是掌握导弹控制技术和攀登独立设计新型号的楼梯”。(航天工业部第二研究院院史编辑委员会:《航天工业部第二研究院院史(1957~1987)》,第13页。)按照这些要求,两个分院迅速开展了学习“1059”技术资料的群众运动。

为了学习设计技术,钱学森提议先把设计图纸交给技术人员翻译,弄明白之后再交给工厂。他要求从苏联资料中摸索出设计理论,而不是仅仅根据苏联图纸学会制造导弹。他说:“我国的科技人员必须搞清楚这些图纸是怎么设计出来的,我们搞导弹不是老去仿制别人的,而是要独立自主。”[20]为了从理论上吃透技术资料,总设计师梁守槃向钱学森建议开展反设计,得到同意。何谓反设计?梁守槃回忆说:“假定苏联没有给我们设计图纸,只有这个导弹的性能指标,飞起来能打600公里。我们就以600公里这个指标按照理论公式进行设计,然后把设计结果跟苏联资料进行对比,尺寸一样不一样,其他各方面一样不一样。如果有不一样的地方,就找出为什么我们的设计结果与理论公式不一样,而苏联那个理论公式又是怎么得到的,找出它们理论与实际之间的联系。以后,就按照反设计得到的数据开展设计。”(中国航天科工集团梁守槃办公室:《梁守槃访谈录》,2007年7月23日。)因此,技术人员在仿制过程中,一方面下工厂配合试制生产,处理工艺、材料及“超差代料”问题;另一方面,对苏联提供的样机进行性能测试和理论分析,在此基础上开展反设计,学习和琢磨设计技术,为后来转入自行设计打下了一定的基础。

苏联帮助中国发展导弹事业是中苏两国密切合作的产物,其援助规模与进程时刻受到两国关系的影响。1959年6月20日,苏共中央致函中共中央提出暂缓向中国提供原子弹教学模型和技术资料,此后,苏联对中国技术援助的限制越来越严格,许多原先答应提供的技术资料和样品以各种理由拖延不给。1960年7月18日,苏共中央通知中共中央,决定撤回全部援华专家。8月13日,在五院工作的最后3名苏联专家回国。此时,“1059”已完成绝大部分任务,外援中断造成的影响并不明显,只是影响了一些技术人员的信心和士气。8月14日,五院副院长王秉璋、王诤到北戴河向聂荣臻汇报苏联专家撤走以后五院的工作情况及今后意见,聂荣臻对他们说:“中国人民是聪明的,并不比别的民族笨,要依靠我国自己的专家和工人搞出自己的导弹”,(航天工业部第一研究院院史编辑委员会:《航天工业部第一研究院大事记(1957~1987)》,第53页。)“苏联专家撤走以后,要发挥中国专家的积极性,使他们畅所欲言,不要怕争论,不要怕有不同意见,应发挥他们各自的特长”。(航天工业部第二研究院院史编辑委员会:《航天工业部第二研究院大事记(1957~1986)》,第26页。)

经过五院和各协作厂的共同努力,1960年11月5日,我国仿制生产的第一枚“1059”导弹在二十基地发射成功,成为“我国军事装备史上一个重要的转折点”(第一设计部部史编辑委员会:《航天部第一研究院第一设计部大事记(1958~1988)》,1988年印,第56页。)。

通过“1059”仿制,我国迅速建立了导弹制造协作体系与相应的物质与技术基础,掌握了导弹制造技术;建立了与之配套的材料、元器件和仪器设备科研生产体系;锻炼和培养出一支导弹设计队伍,为开展自行设计奠定了人才基础,而且把五院的组织架构以及生产技术、质量管理、标准化等方面的规章制度建立起来,积累了许多科研管理经验。

通过改型设计建立导弹技术体系

“1059”取得重要突破以后,五院便开始考虑自行设计问题。如何迈出自行设计的第一步?设计一个什么样性能的型号?最初就出现了两种不同的意见:一种意见是设计射程为3000公里的中程型号(东风一号);另一种意见主张步子迈得小一些,在“1059”的基础上设计一个中近程型号。当时,苏联专家说:苏联曾经加大P-2导弹发动机推力,加长弹体长度,射程增加了大约1倍。(中国航天科工集团梁守槃办公室:《梁守槃访谈录》,2007年7月23日。)据此,1959年12月,一分院提出在仿制“1059”的基础上设计一个射程增加近1倍的中近程型号。

1960年5月6日,钱学森主持召开“1059”改进方案会议,听取一分院第一设计部关于“1059”改进方案的汇报,并原则同意这一方案和计划进度。后经聂荣臻同意,“1059”改进方案成为一个正式型号——东风二号。8月14日,聂荣臻在北戴河再次指出:东风二号可以定为一个型号,过了东风二号中近程导弹的关,再过中程导弹东风一号的关。(航天工业部第一研究院院史编辑委员会:《航天工业部第一研究院大事记(1957~1987)》,第53页。)8月29日至9月8日召开的五院党委扩大会议决定,由仿制为主转向自行设计为主,在保证完成仿制“1059”的基础上先完成东风二号的设计,其次是东风一号。(航天工业部第一研究院院史编辑委员会:《航天工业部第一研究院大事记(1957~1987)》,第54页。)

相对于“1059”,东风二号在弹体上主要有三项改进:一是提高了发动机推力,把射程增至1200公里;二是将液氧箱改为单层薄壁结构,尾段由钢结构改为铝合金结构,以减轻重量;三是尾翼改为小三角尾翼。(第一设计部部史编辑委员会:《航天部第一研究院第一设计部大事记(1958~1988)》,第54页。)控制系统的改进幅度不大,仍采用“1059”惯性与无线电混合制导方案,但在部分整机和线路上做了比较大的改进。与“1059”控制系统相比,东风二号不同的设备共有65项,其中完全自行设计的19项,改进设计的46项。(航天工业部第二研究院院史编辑委员会:《航天工业部第二研究院院史(1957~1987)》,第39页。)在五院刚刚开展自行设计的紧要关口,

1960年10月9日,聂荣臻召集五院高级专家座谈,指出现在就要“自己研究,自己设计,自己制造”,虽然“要比仿制难得多,但是这一关非过不可”。他号召大家“自力更生,发奋图强,争一口气,突破从仿制到独立设计这一关,迅速发展提高,建立我们自己的高度技术水平的导弹技术体系”。[9](pp.188~189)

改型设计方案确定之后,五院将研制东风二号作为重点任务。经过不到两年的奋战,设计制造出第一枚东风二号导弹。1962年3月21日上午,东风二号导弹在二十基地进行第一次飞行试验,导弹起飞后不久就坠毁在离发射台300多米的地方。五院立即组织研制单位重新审查总体方案,进行故障分析和故障复现性试验,查找原因。到5月上旬,基本上找出试验失败的主要技术原因:一是在总体设计方案中没有将弹体作为弹性体来考虑;二是对发动机加大推力没有作为一个重要问题认真对待,以致未能及早发现发动机强度不够的问题,造成结构破坏而起火。(航天工业部第一研究院院史编辑委员会:《航天工业部第一研究院大事记(1957~1987)》,第96页。)

经过分析研究,五院修改了总体方案。为保证发动机具有足够的强度,将推力由45吨降到40.5吨,并把射程降到1000公里;认真考虑弹性振动对控制系统的影响,将仪器舱由靠近弹体尾部移到弹体中部。(第一设计部部史编辑委员会:《航天部第一研究院第一设计部大事记(1958~1988)》,第66页。)东风二号弹性振动稳定性问题的解决是一个认识上的飞跃,为后来各型号导弹的总体设计提供了宝贵经验。

在“1059”仿制过程中,设计人员虽然掌握了许多设计知识,但对导弹系统的综合性和复杂性认识仍然不足,特别是对总体与各分系统之间,研究、设计、生产与试验之间的内在联系缺乏深入认识。导弹总体设计专家屠守锷回忆说:“我们在仿制过程中,只了解到组成武器系统各部分的构造和生产方法。因为苏联没有提供设计资料,我们对武器系统的内在联系是不清楚的。所以当我们用挖掘潜力的方法来提高仿制型号的性能时,一些有关导弹总体的问题没有考虑周到,一些必要的地面试验没有做或做得不彻底,以致在1962年3月第一次飞行试验就失败了。”[21]通过认真总结“1059”仿制、东风二号研制的经验与教训,设计人员加深了对型号研制规律的认识,发现导弹研制的组织管理和总体设计的复杂程度不在单项关键技术之下,意识到了研制程序的重要性。为此,1962年5月,五院制订中近程导弹研制程序,健全设计师系统,加强计划调度系统,要求在研制工作中严格按研制程序办事,充分进行地面试验。11月8日,《国防部第五研究院暂行工作条例(草案)》颁布。条例共10章70条,要求建立和加强技术责任制;建立技术指挥员制度和技术指挥线;建立型号总设计师制度;明确规定研制工作的8个阶段(即确定任务、制订方案、初步设计、技术设计、试制、综合试验、定型、移交)和5个程序(即指标论证阶段、方案阶段、初样阶段、试样阶段和定型阶段),(航天工业部第一研究院院史编辑委员会:《航天工业部第一研究院大事记(1957~1987)》,第106~107页。)形成了航天系统工程的雏形。

针对技术上出现的问题,五院重新确定了试验程序。1962年11月29日,五院一分院第一设计部提出了《关于东风二号地面试验的初步意见》,要求在飞行试验之前进行4类17项地面试验,重点是全弹试车和全弹振动试验。(第一设计部部史编辑委员会:《航天部第一研究院第一设计部大事记(1958~1988)》,第68页。)这个试验程序为以后各型号的研制所遵循,成为导弹研制的共同准则。

1962年7月,五院重新确定了东风二号总体设计方案和各分系统设计方案。9月18日,任命林爽为总设计师、屠守锷为副总设计师,还任命了各分系统的主任设计师,完善和加强了技术指挥系统。至此,设计师制度在五院真正建立起来。1964年6月29日,东风二号再次进行飞行试验,获得成功。紧接着又进行了7次发射,全部获得成功。东风二号的发射成功表明五院已经初步掌握了导弹设计的基本规律与核心技术,完成了从仿制生产向自行设计的跨越,并为独立研制奠定了坚实可靠的基础。

结语

综上所述,中国通过仿制和改进苏联导弹技术,初步建立了自己的导弹科技工业。首先从仿制入手,建立导弹制造协作体系以及与之配套的材料、元器件与仪器设备科研生产体系,较快地解决了导弹的有无问题,并设法学习设计技术;然后在成功仿制的基础上进行改型设计,完成由仿制生产向自行设计的跨越,后来又迅速建立了导弹研究体系,这样中国就真正建立起包括研究、设计、生产与试验的完整导弹科技工业体系。这次导弹技术引进、消化和改进是非常成功的,充分证明了钱学森提出的首先仿制、然后设计、再行研究的发展思路是适合当时中国国情的,从中我们可以获得许多有益的经验与启示。

其一,学习和仿制是科技后发国家走向自行研制的必经阶段,而自行研制是建立独立科技工业体系的唯一路径。“1059”起步之时,正值“大跃进”运动高潮阶段,有些人头脑发热,认为与其仿制落后型号不如直接设计先进型号,甚至提出一些不切实际的口号。这时,聂荣臻告诫大家:“要学会走路,然后再学跑步,像爬楼梯一样,爬完了第一层,才能爬第二层。仿制的目的是为了独创,但必须在仿制中把技术吃透,才能独创”。[17](pp.185~186)这席话让大家清醒下来。五院据此确定了“以仿制为主,带动全院一切工作”的方针,从仿制入手,掌握基本技术,为自行设计打下良好基础。

“1059”仿制取得重要突破以后,聂荣臻要求五院将工作重点转向自行设计,而不是开展大规模生产。为何要立即转向自行设计呢?聂荣臻解释说:“从科学发展的趋势来看,技术越发展,保密性也越强,别人即使给一些东西,也只能是性能次先进的技术,唯一的出路只有尽可能吸取国外先进成果,走自己研制的道路。”“谁也不可能把最先进的东西交给别人,这一点不但应该作为我们思考问题的出发点,而且应该成为我们制定国防科研方针、政策、任务的依据。”[18](p.57)实践证明,在获得外部援助的有利前提下,先进行仿制,再在仿制的基础上开展自行设计,是中国迅速建立具有自主研制能力的导弹科技工业体系的成功之道。

其二,研制新型产品必须循序渐进。“1059”取得成功以后,中国建立起导弹制造协作体系,但尚未掌握导弹设计核心技术。这时决定在“1059”的基础上设计一个改进型号,而不是直接设计一个全新型号;东风二号首飞失败以后,暂停研制中程型号,集中力量解决东风二号的问题,这些重要决策经过实践检验证明是科学正确的,对中国此后自主研制导弹具有非同寻常的意义。在技术力量与工业基础比较薄弱的条件下,发展尖端技术必须循序渐进、由浅到深,这是风险最小、速度最快、效果最优的路径。后来,中国导弹事业一直遵循循序渐进的发展道路,从最初的部分改进,到最后包括材料、发动机、推进剂、控制系统等全部更换为中国研制,建立了独立完整的导弹与航天科技工业体系。

其三,雄厚的科研积累与工业基础是自主研制的坚实支撑。导弹属于综合性工程系统,涉及多学科知识,还要有雄厚的工业基础作支撑。仿制他人产品,没有研究与设计环节,主要解决制造技术以及材料、元器件、仪器设备等方面的问题即可,而自行设计新产品,必须采用新的科学技术知识指导工程设计。因此,研制具有自主知识产权的高技术产品,必须在基础科学、技术科学和预先研究上加大投入,不断增加科学理论与新技术储备的厚度,同时大力提升基础工业水平,为高技术产品研制提供坚实的支撑。

[参引文献]

[1]《当代中国的航天事业》,中国社会科学出版社1986年版;《当代中国的国防科技事业》,当代中国出版社1992年版;《中国航天事业发展的哲学思想(第二版)》,北京大学出版社2016年版。

[2]戴超武:《中国核武器的发展与中苏关系的破裂(1954~1962)》,《当代中国史研究》2001年第3、5期。

[3]沈志华:《援助与限制:苏联与中国的核武器研制(1949~1960)》,《历史研究》2004年第3期。

[4]李成智:《中国航天技术发展史稿》,山东教育出版社2006年版。

[5]王焰主编:《彭德怀年谱》,人民出版社1998年版,第611页。

[6]钱学森:《建立我国国防航空工业意见书》,上海交通大学钱学森图书馆:6-7。

[7]周均伦:《聂荣臻的非常之路》,人民出版社2004年版,第114页。

[8]《聂荣臻元帅回忆录》,解放军出版社2005年版,第637页。

[9]《聂荣臻科技文选》,国防工业出版社1999年版,第7~9页。

[10]《聂荣臻年谱》上卷,人民出版社1999年版,第618页。

[11]王道力:《中国航天管理科学与科学管理回顾》,中国宇航出版社2006年版,第42页。

[12]沈志华:《中苏关系史纲》,社会科学文献出版社2011年版,第185页。

[13]《当代中国的航天事业》,第13页。

[14]《陈赓传》,当代中国出版社2013年版,第555~556页。

[15]中国人民解放军总参谋部通信部:《怀念王诤》,电子工业出版社1992年版,第368页。

[16]《聂荣臻年谱》下卷,人民出版社1999年版,第680页。

[17]《聂荣臻同志和科技工作》,光明日报出版社1984年版,第186页。

[18]《回顾与展望——新中国的国防科技工业(1949~1989)》,国防工业出版社1989年版,第65页。

[19]国防科学技术工业委员会编:《中国航天50年回顾》,北京航空航天大学出版社2007年版,第68页。

[20]孙家栋:《林中,那棵参天大树——〈钱学森故事〉读后》,《人民日报》2011年3月10日。

[21]《中国航天腾飞之路》,中国文史出版社1999年版,第40~41页。

[责任编辑:郑珺]

[作者简介]姜玉平,理学博士,副研究馆员,上海交通大学校史博物馆,200030。

本文为上海交通大学人文社科文化专项项目“钱学森科技创新思想研究”(16JCWH06)的阶段性研究成果。

本文发表在《当代中国史研究》2018年第3期

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