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把星辰大海装进胸膛——记著名雷达与空间电子学专家、中国工程院院士张履谦

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张履谦湖南长沙人,雷达与电子技术专家。1951年毕业于清华大学。曾在军委通信部、总参电信技术研究所、国防部五院、第七机械工业部、航天工业总公司、航天科技集团任技术员、室主任、副所长、工程总设计师、科技委常委。现为中国航天科技集团有限公司科技委顾问。

张履谦为我国航天事业的发展和雷达技术的开拓应用,作出了重大贡献。他主持和领导的研究成果曾获全国科学大会奖一项、国家科技进步奖一等奖一项、特等奖一项。他是我国第一批国家有突出贡献的中青年专家和第一批获得政府特殊津贴的专家,是何梁何利基金科技进步奖、中国载人航天工程突出贡献者奖章获得者。获有航天科技集团航天人才培养突出贡献者奖,立有一等功2次、二等功2次,三等功及先进工作者多次。

1995年当选为中国工程院院士。

 

一袭西装,高高瘦瘦,头发花白、面容含笑……张履谦院士留给人们的最深刻印象是和善。

深入了解才发现,这位和善的老人一辈子所从事的却是一项“硬核”事业——雷达与航天。

搞雷达,他为我国电子对抗事业做了开创性工作,他主持研制了我国第一代防空导弹制导雷达,他完成了反导系统雷达的总体设计,突破相控阵雷达多项关键技术。

他任总设计师研制微波统一测控系统,攻克多项关键技术,完成了我国第一颗地球同步通信卫星的发射和定点,为我国建立航天测控网和探月深空测控设备奠定了技术基础。

搞航天,他参与通信广播、气象预报、对地观察、北斗导航定位、数据中继、雷达观测等卫星的研制,参加了十多种卫星的立项论证、技术攻关,完成研制和发射任务。

他参加我国载人航天、空间站和探月工程的论证和顶层谋划,提出具体的测控网方案建议,参加测控设备的技术攻关,做了大量细致工作。

总有人说:“我们的征途,是星辰大海”,但说者众多行者寥寥。张履谦,就是一个把星辰大海装进胸膛,并默默践行一生的人。

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张履谦在酒泉神舟飞船发射场


“砸开”电子对抗大门

电子对抗,信息化战争中看不见的较量。

电子侦察与反侦察,电子干扰与反干扰,反辐射摧毁与反摧毁,电子欺骗与反欺骗……沙场无形,较量无声,却可以在瞬间影响战争胜负。张履谦最早做的就是电子对抗。

那是1951年,张履谦刚从清华大学毕业,被分配到军委通信部,担任总参通信部技术员。

这一年正值抗美援朝战争时期,美国飞机猛烈轰炸我国交通运输补给线,它带有干扰机干扰我空军和防空部队的雷达。刚出校门的张履谦,奉命随通信部王诤部长、雷达处陆处长一道,到前线解决雷达抗干扰问题。高压面前,张履谦没有退缩,毫不犹豫接受了这一任务。

他留在前线,守在机房,和雷达技师、部队同志一道,观察分析电磁波干扰现象。部队使用苏式雷达,他没有学习过,只能看说明书、请教技师,苦苦钻研了一夜,才摸索清楚雷达的原理和结构。

他提出快速改变频道,扩展频段,加装抗干扰电路等建议。连长把张履谦的想法向上级汇报,上级同意“改”。

什么都没有,怎么改?

没有器材,张履谦就把罐头盒和仓库的废物利用起来。改改试试,越改越好,较好地解决了雷达抗干问题,并在抗美援朝部队推广应用。美军的电磁波干扰不太灵了,我们的战鹰终于可以“上得去,下得来”了。

随后,通信兵部建立了全军雷达干扰与抗干扰领导小组和电子对抗研究室,任命张履谦为雷达干扰与抗干扰组组长。在这期间,张履谦领导研制了从超短波至微波频段的侦察接收机与干扰机30余台(套),为部队训练和科研提供了成套设备。

在任电信技术研究所雷达干扰与抗干扰研究室主任之后,他又领导研制了多种有效雷达抗干扰电路,装配在全军雷达设备上,在工作中培养了大批军内、外电子对抗技术骨干。

1956年,我国编制十二年中长期科学技术发展规划,雷达与电子对抗事业被写进国家发展纲要。张履谦全程参加了这一纲要的编制。

半个多世纪过去了,现在我国的电子对抗事业,在专业上不仅限于雷达,已经扩展到通信、导航、遥感、网络传输等领域;在频谱上不仅是超短波和微波,而扩展到光波和红外等全谱段;在设备方面不仅有地基,还扩展到飞艇、飞机、海基、空基;在电子对抗措施方面具有侦察、干扰、摧毁、欺骗、隐身、控制等多种手段。

专业领域扩展、全谱段覆盖、设备和手段多种多样……如今我国电子对抗事业蓬勃发展的背后,谁也不会忘记那个最早跟电子对抗“死磕”的张履谦。

他是开创者,这毋庸置疑。可这个开创者为我国雷达与航天事业“砸开”的大门,又岂止电子对抗一个。

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张履谦在西昌卫星发射基地


争锋先进雷达技术

我国第一代防空导弹制导雷达,是张履谦领导“砸开”的又一扇门。

当时他已被调到国防部第五研究院二分院雷达设计部。接到这个任务的时候,张履谦也是压力重重。

主观上,张履谦和他带领的新同志在这方面都没什么经验;客观上,国家正处于三年自然灾害时期,又遭遇苏联专家撤走……没经验、没设备,却有压力——美国U-2高空侦察机频繁深入我国内地刺探军情,必须“搞掉”它。

没经验,那就学。张履谦找来28本一套的美国原版经典巨著《雷达丛书》,一万多页、两尺多厚,每天晚上至少读两个小时,整整12年才“啃”完,也最终获得了微波与雷达技术方面的坚实理论基础。

没设备,自己搞。张履谦带领一批新毕业的大学生自行研制仪器设备,到全国各地搞器材,互教互学,一点点研究摸索。

就这样,他们逐步攻克了地空导弹制导雷达总体设计、髙功率发射、低噪声接收、指令控制和天线扫描跟踪等关键技术,完成了制导雷达的系统集成。接着张履谦又领导试验队同志参加校飞和实弹打靶,解决雷达探测威力区、跟踪测角精度、多路径干扰和可靠性等关键技术问题,完成了定型试验任务。该型号武器经性能改进和加装抗干扰设备,装备了部队,成为我军防空部队制式主战武器,服役至本地纪初。当然,一直“嚣张”进犯我国的U-2高空侦察机,也被他们多次成功“揍”了下来。

聂荣臻元帅曾评价:“张履谦顽强地钻研科学技术和业务知识,是国防科学技术战线上优秀的基层指挥员的代表。”1964年,国防科委树立他为国防科研战线上的标兵。

1965年,张履谦随国防部五院转业至第七机械工业部二院,任副所长,参加我国反导的预先研究工作。

他做了反导雷达顶层设计,论证和提出了反导雷达的新体制和技术指标,领导和参加了相控阵跟踪雷达的天线、移相器、波束控制、数据处理等的关键技术攻关。他还领导研制完成了一种C频段单脉冲导弹精密跟踪雷达,达到当时先进水平。他在工作中培养了人才,建设了实验室,为后来开展先进的雷达研制,打下了良好技术基础。

1979年,他被调到七机部450工程办公室,任主任兼工程总设计师,领导450-1微波统一测控设备和450-2微波超远程引导雷达的研制。

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张履谦(前)与航天员合影


他带领团队攻克了微波统一测控设备的新体制、新技术中许多关键技术,研制了集跟踪、测角、测距、遥测、遥控、数传等功能为一体的测控雷达,具有中国特色。

在我国第一颗地球同步通信卫星发射时,450-2超远距离引导雷达即时捕获和跟踪了目标,450-1微波统一测控设备准确控制远地点发动机点火,使卫星准确定点在东经125度赤道3万6千公里上空,从此我国在地球赤道上空拥有了卫星的位置资源。

这一成果为张履谦领导的研究团队赢得了国家科技进步奖特等奖的殊荣。

更重要的是,450工程采用的先进雷达体制和攻克的关键技术发展了雷达技术,开拓了雷达技术的应用,为我国建立航天测控网和探月深空测控设备奠定了技术基础。

虽调职几任,却始终不离雷达技术研究。从成功提取雷达微弱信号的延迟线相关器,到高功率雷达发射机、低噪声宽带雷达接收机,再到反导雷达的体系设计和雷达总体优化,张履谦在单脉冲线性调频雷达、精密边扫描边跟踪制导雷达、多功能相控阵雷达、多载波相位调制雷达、合成孔径雷达等多种雷达研制中积累了丰富的实践经验。

从关键技术攻关到系统集成,从体系设计到总体优化,从实验室到试验场再到装备部队,他的研究跨越了半个多世纪,一直延续到今天。

 

谋划航天持续发展

1985年后,张履谦投身航天,调任航天工业部、航空航天部、航天工业总公司科技委常委,开始站在更高的层面,为我国航天事业相关项目进行顶层设计与谋划。

保驾卫星、飞船和武器的发射成功,谋航天科技未来持续发展,活跃科研学术氛围,培养技术人才,这是张履谦为自己定下的四项任务。

为加快我国航天技术的发展,在“八五”期间,他为我国气象、通信、资源、对地观测、导航、中继等多种军、民用卫星的研制,作了有关立项论证、方案设计、重大关键技术攻关、故障归零,以及各研制阶段的技术评审工作;在气象卫星和雷达卫星的研制中,作了全过程跟踪,进行技术咨询和质量把关。

他主持撰写了《提高我国应用卫星研制水平的研究报告》。在报告中,提出了我国卫星研制的型谱规划和加大技改投资等具体措施建议,得到原国防科工委采纳,并在“九五”期间付诸实施。这对保证后期卫星研制质量、加快研制进度、开发多品种、实现跨越式发展,起到了积极推动的作用。

他曾率团赴意大利拟定中意“天狼星”卫星通信试验方案,参加欧亚卫星通信试验,多次出国参加国际学术会议,出访美、英、法、意、日本等囯空间技术研制单位,为吸收国外先进技术、建设我国空间研究设施、促进国际合作,做出了重大贡献。

他参加我国载人飞船和空间站的论证设计工作,根据我国国情,对其测控系统建设提出了具体的建议,他论证和积极倡导我国载人航天早期工程要继承发射通信卫星的成熟技术,采用陆地布站、出海支援、国际兼容、节点控制的策略,尽早实现航天员上天;后期工程应研制数据中继卫星和采用卫星导航定位技术,构建空天一体化的测控通信网。

他为“神舟”号载人飞船测控系统方案作了顶层设计,提出了具体实施建议,为我国空间测控网的发展,做出了贡献。他参加了“神舟”号飞船测控应答机、遥控、遥测、应急呼叫等设备的技术攻关和探月工程的测控设备研制,为飞船顺利升空和安全返回,为探月工程远距离信息传输,做了大量实际工作。

多年间,他通过项目培养人才、打造团队的同时,还担任了哈尔滨工业大学、国防科技大学、北京航空航天大学、空军工程大学、西安电子科技大学等单位的兼职教授、博士生导师,努力为我国航天事业输送新鲜血液。

他教导年轻人踏实工作,熟练掌握本专业知识的同时,结合新思想新概念去发展;他鼓励年轻人不断尝试、不怕失败,鼓励他们敢于站在前人的肩膀上攀登科技高峰。他说如今正是中华民族伟大复兴的重大历史时期,“舞台有了,方向明确了,当今的青年人正是大有可为。”

 

日照黄昏争朝夕

张履谦一定是羡慕当代年轻人的吧,羡慕他们有舞台、有方向,更羡慕他们成长在强大的中国。

他出生在半封建、半殖民地的旧中国时代,经历过穷苦生活的磨难。

他经受过日本鬼子的侵略和欺侮,品尝过流离颠沛的苦楚,体会过“中华之大,安放不下一张书桌”的焦急与无助。

艰难困苦,玉汝于成。艰险与坎坷没有打倒张履谦,反而激发了他强烈的“读书救国”的欲望,造就了他埋头向前、百折不挠的坚强意志。而这些优秀品质,都成为他一生坚守雷达与航天事业的力量源泉。

退休这个词,似乎并不存在于张履谦的字典中。

1997年后,张履谦担任中国航天科技集团公司、中国航天科工集团公司科学技术委员会顾问,始终不曾离开自己热爱的雷达与航天事业。

“大江东去奔腾急,日照黄昏争朝夕”,张履谦曾手书此联以自勉。这位为了“星辰大海”拼搏了一生的老人,仍然胸怀“大江东去”的紧迫感,以“争朝夕”的精神为我国的雷达与航天事业贡献力量。