普京總統(tǒng)向貴賓公開(kāi)展示空天軍的戰(zhàn)斗值班大廳
俄羅斯-A-135戰(zhàn)略反導(dǎo)系統(tǒng)的頓河-2雷達(dá)（左）和戰(zhàn)斗值班室（右）。
西方重壓下俄新武器為何仍站世界前沿?
郭衍瑩
【環(huán)球網(wǎng)軍事6月5日?qǐng)?bào)道】從烏克蘭危機(jī)以來(lái)，以美國(guó)為首的西方對(duì)俄羅斯施加前所沒(méi)有的巨大壓力。首先是不斷加碼的經(jīng)濟(jì)制裁,使俄羅斯經(jīng)濟(jì)恢復(fù)和發(fā)展受到嚴(yán)重影響。
據(jù)世界權(quán)威經(jīng)濟(jì)機(jī)構(gòu)預(yù)估，2017年俄羅斯GDP總值不但被擠出前10強(qiáng)，甚至可能居澳大利亞之后位列第十四;總值還不到美國(guó)的8%。再則是軍事上經(jīng)受巨大壓力。北約在俄大門(mén)口的波蘭和羅馬尼亞部署陸基宙斯盾反導(dǎo)系統(tǒng)。接著在波蘭，波羅的海，黑海等地舉行一波高過(guò)一波的大規(guī)模的軍事演習(xí)，包括2015年7月進(jìn)行的一次新型B61-12戰(zhàn)術(shù)核炸彈試驗(yàn)，不斷向俄羅斯“亮劍”。
面對(duì)人口和經(jīng)濟(jì)實(shí)力都要比自己強(qiáng)幾十倍的北約，俄羅斯的對(duì)策是以牙還牙，針?shù)h相對(duì)。他不但也和北約一樣舉行多次核武器和反導(dǎo)武器的演練，并頻頻亮出他近年來(lái)新研發(fā)出的各種先進(jìn)武器。其中不少是“殺手锏”。例如新型機(jī)動(dòng)式的“亞爾斯”洲際導(dǎo)彈：速度達(dá)10Ma的“匕首”高超音速導(dǎo)彈;去年開(kāi)始戰(zhàn)斗值班的新一代A-235戰(zhàn)略反導(dǎo)系統(tǒng);第五代隱身戰(zhàn)機(jī)蘇-57;以及S-400反導(dǎo)系統(tǒng)正式定型版等等。普京總統(tǒng)在2018年國(guó)情咨文中特別歷數(shù)了近年來(lái)幾件高超音速導(dǎo)彈，說(shuō)件件都有突破美國(guó)反導(dǎo)大系統(tǒng)的能力。
西方媒體驚呼:俄是當(dāng)今唯一敢于在軍事上向美國(guó)叫板的軍事大國(guó)。這就使很多讀者感到迷惑，經(jīng)濟(jì)落后的俄羅斯在研發(fā)新武器上憑什么有那么足的底氣？美國(guó)的一些核心技術(shù)和器件,例如高端芯片,是否也對(duì)俄禁運(yùn)？在此次美國(guó)挑起的貿(mào)易大戰(zhàn)中，俄羅斯的軍工有沒(méi)有受到?jīng)_擊？俄研發(fā)尖端新武器有哪些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)值得我們借鑒?
作者認(rèn)為俄羅斯所以有這些底氣，緣自政治,軍事改革等各個(gè)方面的因素。但和他有一支高素質(zhì)的科研隊(duì)伍,以及科研中自主創(chuàng)新的指導(dǎo)思想分不開(kāi)的。這個(gè)指導(dǎo)思想再細(xì)分，一是自主創(chuàng)新，揚(yáng)長(zhǎng)避短;二是“系統(tǒng)第一”的思想，就是“武器部件水平可以一般，但系統(tǒng)水平必須一流”的思想;三是“低成本、高水平、高可靠”的思想。本短文以科普觀點(diǎn),和讀者一起來(lái)剖析這些思想。文末還簡(jiǎn)要介紹俄羅斯武器研發(fā)單位體制改革和調(diào)整情況。這些改革確保俄科技人員聰明才智得以發(fā)揮，從而研發(fā)出一代又一代新武器。
自主創(chuàng)新和揚(yáng)長(zhǎng)避短的設(shè)計(jì)思想
眾所周知，俄羅斯的基礎(chǔ)工業(yè)遠(yuǎn)遜于美國(guó)。在雷達(dá)和電子產(chǎn)品領(lǐng)域，俄羅斯最突出的軟肋是微電子技術(shù)(包括微波微電子技術(shù))。因此不僅它的數(shù)字電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)水平不高，還制約了它在精密機(jī)電控制等領(lǐng)域的發(fā)展。長(zhǎng)期來(lái)俄羅斯(原蘇聯(lián))與美國(guó)處于對(duì)立狀態(tài)，美國(guó)禁止向俄提供各種核心技術(shù)和高端芯片。所以俄羅斯歷來(lái)強(qiáng)調(diào)自力更生，武器方面基本上不使用國(guó)外元器件;關(guān)鍵核心技術(shù)更強(qiáng)調(diào)不能依賴外國(guó)。這樣他就沒(méi)有條件像美國(guó)那像，研發(fā)新武器時(shí)可任意選用各種最先進(jìn)的元器件。所以俄羅斯武器的電子設(shè)備中很多電路，不得不仍采用傳統(tǒng)的模擬電路，甚至選用分立元件。一些通用電路，譬如雷達(dá)的信號(hào)處理，現(xiàn)在大家都廣泛采用FFT(富利哀變換)技術(shù)。俄羅斯往往一個(gè)信號(hào)處理通道就得做成一個(gè)機(jī)柜，而美國(guó)只需用一片芯片和一塊印制電路板。所以俄羅斯的電子設(shè)備常給人以傻、大、粗的感覺(jué)，常被國(guó)內(nèi)一些學(xué)者瞧不上。但它也有他的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。如飛行力學(xué)和導(dǎo)彈氣動(dòng)布局設(shè)計(jì)，慣性制導(dǎo)和器件(尤其是陀螺),大推力的固體發(fā)動(dòng)機(jī)，微波電真空器件，以及微波/毫米波技術(shù)等。再依靠俄科技人員發(fā)揮揚(yáng)長(zhǎng)避短設(shè)計(jì)思想，就能克服了很多技術(shù)難題。
這里舉幾個(gè)有代表性的例子。據(jù)俄學(xué)者在國(guó)際雷達(dá)學(xué)術(shù)會(huì)議上的公開(kāi)報(bào)告,俄一些火控雷達(dá)采用先進(jìn)的高脈沖重復(fù)頻率體制。其關(guān)鍵技術(shù)之一是需要有高速微波開(kāi)關(guān)，確保雷達(dá)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)快速輪流工作，又使泄露的發(fā)射功率不致燒毀接收機(jī)的高頻放大器(一般用低噪聲晶體管)。俄羅斯沒(méi)有能力生產(chǎn)高速微波開(kāi)關(guān)。但俄?yè)P(yáng)長(zhǎng)避短，利用他高水平微波電真空技術(shù)，研發(fā)出能耐高微波功率的電子管高放(靜電管)，其微波性能完全達(dá)到晶體管水平，又不怕泄露的發(fā)射功率會(huì)把它燒毀。用微波電子管替代半導(dǎo)體管，看起來(lái)似乎落后，實(shí)際上是進(jìn)步。
再舉個(gè)大一點(diǎn)的例子，如反導(dǎo)系統(tǒng)中的攔截導(dǎo)彈。大家知道，美國(guó)攔截彈的戰(zhàn)斗部都采用直接碰撞殺傷方式，也就是使攔截彈直接碰撞來(lái)襲的導(dǎo)彈，將其摧毀。而俄羅斯的S-300是利用全向破片殺傷方式，到了S-400就更新改進(jìn)為定向破片殺傷方式來(lái)殺傷目標(biāo)的，提高了攔截彈的殺傷效率。但俄為何不采用直接碰撞方式？據(jù)報(bào)道，俄羅斯技術(shù)人員認(rèn)為,直接碰撞殺傷的技術(shù)難度大，成本又高。而定向破片殺傷的效果已與直接碰撞很接近，且成本低多;俄沒(méi)有必要在這方面和美國(guó)硬拼。
俄羅斯的優(yōu)勢(shì)在于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)和飛行體設(shè)計(jì);所以他強(qiáng)調(diào)揚(yáng)長(zhǎng)避短，獨(dú)辟蹊徑，超過(guò)美歐。如S-500的攔截導(dǎo)彈他就設(shè)計(jì)了三種類型，可供作戰(zhàn)時(shí)視敵情選用;第1種是遠(yuǎn)程攔截用的77H6H-1彈，作用距離可達(dá)500km以上，是當(dāng)今世界射程最遠(yuǎn)的防空導(dǎo)彈。第2類是射程為40-120km的9M96E/E2彈;用于近程攔截。這種彈體積小，機(jī)動(dòng)靈活，利用矢量推力控制系統(tǒng)來(lái)減小脫靶量，非常接近于直接碰撞的效果;但比后者更靈活，在地面低空搜索和制導(dǎo)雷達(dá)的引導(dǎo)下，攔截最小高度可達(dá)5米，是世界上攔截彈射高最低的攔截彈。第3種則是S-300原有的48H6E3，用于中程攔截。美國(guó)愛(ài)國(guó)者-3的攔截彈只有一種，號(hào)稱一彈多用，性能上自然很難做到面面俱到。
由于俄羅斯微電子技術(shù)水平較低，所以它的設(shè)備中一些電子電路不得不采用模擬電路，再加上小規(guī)模數(shù)字集成電路和微處理器，照樣可完成很多復(fù)雜的控制任務(wù)。俄的模擬電路水平不容我們小覷。由于俄大學(xué)和科研部門(mén)基礎(chǔ)科學(xué)研究實(shí)力雄厚，又很扎實(shí)，他們?cè)O(shè)計(jì)的模擬電路有很多巧妙的構(gòu)思和創(chuàng)新，可在很大程度上彌補(bǔ)常規(guī)模擬電路的不足。某些模擬電路的構(gòu)思甚至使人拍案叫絕!舉個(gè)有趣例子：推算出雷達(dá)回波的質(zhì)心位置，可以提高雷達(dá)測(cè)量距離的精度。俄科技人員避開(kāi)使用計(jì)算機(jī)做數(shù)值計(jì)算，而借用高等數(shù)學(xué)中的一條法則：任何面積的質(zhì)心，可由其包絡(luò)的一次積分和二次積分的交點(diǎn)而得。實(shí)踐證明這種方法既簡(jiǎn)單又實(shí)用又可靠。
俄羅斯近年來(lái)微電子技術(shù)也有很大提高。但據(jù)了解，即使是俄羅斯最先進(jìn)的S-400，S-500仍保留不少模擬電路和分立元件。為什么不去改進(jìn)呢？他們認(rèn)為，武器裝備主要追求實(shí)效和穩(wěn)定、可靠，而不刻意追求采用先進(jìn)元器件和先進(jìn)技術(shù)。只要穩(wěn)定可靠，對(duì)非關(guān)鍵部件，他們就不輕易更新?lián)Q代。當(dāng)然對(duì)關(guān)鍵部分，他們還是不惜花大力氣，不斷改進(jìn)和更新。尤其是他們花了大力氣來(lái)提高武器產(chǎn)品的可靠性。因此盡管俄制武器結(jié)構(gòu)笨重,其貌不揚(yáng),但它可靠性高,操作簡(jiǎn)單,性能良好,價(jià)格優(yōu)惠,為世界所公認(rèn)。其武器出口也得以揚(yáng)帆遠(yuǎn)航,銷售全世界。
上面介紹俄羅斯如何用模擬電路彌補(bǔ)其數(shù)字技術(shù)的不足，彌補(bǔ)其在微電子技術(shù)(芯片技術(shù))的軟肋。但千萬(wàn)不要誤解作者在鼓吹重模擬，輕數(shù)字;鼓吹放棄用先進(jìn)的芯片而倒退到采用老器件，老技術(shù);鼓吹向落后看齊。毫無(wú)疑問(wèn)，數(shù)字技術(shù)和微電子技術(shù)是電子技術(shù)發(fā)展的主要方向，我只是想說(shuō)，第一，連俄羅斯這樣經(jīng)濟(jì)落后的國(guó)家都強(qiáng)調(diào)要自主創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)核心技術(shù)不要掌握在別人手里，而且確實(shí)做到。我們這樣一個(gè)世界第二大的經(jīng)濟(jì)實(shí)體，如果不肯下苦功夫自己掌握核心技術(shù)，只想走“市場(chǎng)換技術(shù)”的捷徑，能做到持久發(fā)展嗎？一位資深工程院院士說(shuō)得好，現(xiàn)在有些得獎(jiǎng)的科研新成果都是建立在使用國(guó)外芯片基礎(chǔ)上得到的;而且動(dòng)輒宣稱世界第一。這不就是典型的“拿別人昨天的東西來(lái)打扮自已的明天”嗎？
第二，就拿模擬電路具體問(wèn)題說(shuō)事。它作為一種基礎(chǔ)技術(shù)，在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)不能說(shuō)它已“窮途末路”。何況它在某些領(lǐng)域還有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，它本身也在繼續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新。國(guó)外有些專家早就指出，在有些場(chǎng)合，數(shù)字電路性能還不及模擬電路。例如大動(dòng)態(tài)接收機(jī)(如100dB或更高)，數(shù)字式接收機(jī)就很難做到，而模擬式就容易得多。更何況目前很多電子設(shè)備還是大量采用模擬電路?，F(xiàn)在有些大學(xué)畢業(yè)電子專業(yè)學(xué)生，不知模擬電路為何物？參加工作后還挑肥撿瘦，不愿刻苦做基礎(chǔ)工作。容易使人誤解他“眼高手低”。
其實(shí)類似此次中興事件的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)并不是第一次。上世紀(jì)80-90年代，當(dāng)美蘇等國(guó)正在化大力氣研發(fā)新一代微波大功率電子管，以裝備新一代大功率雷達(dá)時(shí)，我們卻強(qiáng)調(diào)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，敲鑼打鼓關(guān)閉掉不賺錢的電子管廠,大學(xué)里關(guān)閉不受學(xué)生歡迎的電真空專業(yè)。直到后來(lái)西方禁止向我國(guó)出售大功率微波電子管時(shí),才明白過(guò)來(lái)(見(jiàn)我的講稿:《俄羅斯研發(fā)防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的指導(dǎo)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)思想》，國(guó)防科技大學(xué)《國(guó)防科技》雜志2011年3期，p.1。)
“武器的部件水平可以一般，系統(tǒng)水平必須一流”
俄羅斯的經(jīng)驗(yàn)，要“自主創(chuàng)新”，就要有一批優(yōu)秀的科技帶頭人和一支優(yōu)秀的總體設(shè)計(jì)師隊(duì)伍。早在前蘇聯(lián)時(shí)期，地空導(dǎo)彈防空系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師拉斯普列京院士就領(lǐng)導(dǎo)設(shè)計(jì)出薩姆、S－200等系列高水平地空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)，被譽(yù)為“地空導(dǎo)彈之父”。他的貢獻(xiàn)在于，他認(rèn)識(shí)到蘇聯(lián)的基礎(chǔ)工業(yè)遠(yuǎn)遜于西方，作為總師，第一他不得不在武器系統(tǒng)所要求的各項(xiàng)性能指標(biāo)之間進(jìn)行平衡和取舍，抓住主要指標(biāo)，解決主要矛盾;第二他不要求系統(tǒng)中所有部件都是一流的，但要求自主創(chuàng)新，揚(yáng)長(zhǎng)避短，綜合出主要性能突出，水平一流的防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)。他的幾位繼承人繼續(xù)遵循他的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，如列曼斯基，是 S-300到S-400的總設(shè)計(jì)師，被俄羅斯人尊為“防空導(dǎo)彈系統(tǒng)之父”。拉氏這一準(zhǔn)則被西方學(xué)者和文獻(xiàn)譽(yù)為俄羅斯的“金科玉律”。
俄武器設(shè)計(jì)人員在長(zhǎng)期設(shè)計(jì)工作中，就是這樣不刻意謀求自己設(shè)計(jì)的那個(gè)單項(xiàng)設(shè)備，或負(fù)責(zé)的單項(xiàng)技術(shù)是否夠上世界第一，但要齊心合力，不遺余力地使系統(tǒng)總體作戰(zhàn)能力和性能指標(biāo)處于世界一流水平。在本世紀(jì)初一次國(guó)際雷達(dá)年會(huì)上，美國(guó)老一輩著名雷達(dá)專家巴登(D.K.Barton)和俄安泰公司總師葉夫勒莫夫(Efremov)二人有一番饒有風(fēng)趣的對(duì)話。巴登原來(lái)并不看好俄羅斯在雷達(dá)方面的成就，但這次會(huì)上他卻大加贊揚(yáng)：并說(shuō)“盡管一些單項(xiàng)技術(shù)看上去不如美歐甚至以色列,日本和韓國(guó)先進(jìn)。但其總體作戰(zhàn)能力明顯處于世界領(lǐng)先水平”。順便說(shuō)一句，美國(guó)科技人員對(duì)俄羅斯科技成果的研究卻是非常認(rèn)真的。據(jù)說(shuō)每次國(guó)際航展，美國(guó)的一些老科學(xué)家都“微服私訪”，混在參觀人群中，仔細(xì)研究俄武器的特點(diǎn);回來(lái)后還著文立說(shuō)。譬如如現(xiàn)在有人要查俄防空系統(tǒng)的微波損耗到底有多大？就得從巴登的著作中去查詢!
“低成本，高水平，高可靠”的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
在俄很多文獻(xiàn)中，以及高層領(lǐng)導(dǎo)人講話中，都多次提到是要全力地把先進(jìn)實(shí)用，可靠穩(wěn)定的關(guān)鍵技術(shù)變成為實(shí)用的，世界領(lǐng)先的武器裝備。如普京就多次公開(kāi)號(hào)召研發(fā)反導(dǎo)系統(tǒng)的科技人員：“不要重復(fù)美國(guó)人花費(fèi)超高費(fèi)用的經(jīng)驗(yàn)。費(fèi)用高不等于水平高，要強(qiáng)調(diào)低成本和高水平”。2015年11月，俄總統(tǒng)新聞秘書(shū)佩斯科在記者招待會(huì)上就說(shuō)到：“俄總統(tǒng)不止一次表示，我們不允許重復(fù)美國(guó)人的經(jīng)驗(yàn)，即不允許在建立反導(dǎo)時(shí)付出不現(xiàn)實(shí)的超高費(fèi)用”。“總統(tǒng)表示，我們選擇的方案相對(duì)便宜很多，同時(shí)也能夠更為高效”。
俄羅斯武器給世人一個(gè)深刻印象就是皮實(shí)可靠，維修方便。因?yàn)槟M電路維修需要的是一般電子電路知識(shí)，而不是專業(yè)知識(shí)。這里引用美國(guó)著名的國(guó)防工業(yè)專家甘斯勒教授在他的名著《創(chuàng)造民主的21世紀(jì)國(guó)防工業(yè)軍備競(jìng)技場(chǎng)》(Democracy Arsenal Creating a Twenty-first-century Defense Industry)中的一句話：“俄羅斯世界領(lǐng)先武器裝備具有低成本，高效能的突出優(yōu)點(diǎn)。他不需要先進(jìn)的電子技術(shù)，進(jìn)口材料，精密制造技術(shù)或復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，在使用中特別易于維護(hù)和維修，可靠性高。具有杰出的標(biāo)準(zhǔn)化水平，這已經(jīng)根深蒂固地植根于蘇聯(lián)體系的文化中，并延續(xù)到俄羅斯21世紀(jì)的武器裝備發(fā)展中。”
空天軍的成立和軍工生產(chǎn)關(guān)系的調(diào)整
最后本文簡(jiǎn)要介紹近年來(lái)俄羅斯武器研發(fā)單位體制改革和調(diào)整情況。俄在新武器研發(fā)方面取得成就，也要?dú)w功于軍工研發(fā)單位和生產(chǎn)單位廣大科技人員。俄政府也非常重視對(duì)這些單位的管理和改革。在空天防御武器方面，眾所周知有著名的金剛石和安泰二家軍工公司。二者既有合作，又有競(jìng)爭(zhēng)。2002年將這二家公司合并成金剛石-安泰防空公司，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)-強(qiáng)聯(lián)合。因?yàn)槎砹_斯根據(jù)幾十年軍工生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，認(rèn)為尖端武器的生產(chǎn)，方向應(yīng)該是集中而不是分散經(jīng)營(yíng)和管理。這樣既可以減少機(jī)構(gòu)重疊和管理層次，防止滋生官僚腐敗，并且集中使用高級(jí)科技人才，最大限度發(fā)揮他們的作用。2016年初這個(gè)聯(lián)合體又進(jìn)一步擴(kuò)展為空天防御康采恩(concern，即利益共同體)，它下轄60余家企業(yè)，實(shí)力強(qiáng)大。俄高層領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)為，這足以滿足當(dāng)前和未來(lái)幾十年空天防御尖端武器的研發(fā)和生產(chǎn)的需要。
