陆建勋男,1929年生于北京,博士生导师、中国工程院院士。1951年毕业于清华大学电机系(电讯组),曾任中国舰船研究院院长,现任中国舰船研究院研究员、总装科技委顾问、中国造船工程学会副理事长。长期从事舰船通信系统工程的研究设计工作,曾主持我国第一代核潜艇通信装备‘900工程‘的研制并取得成功,主持国家重点‘718工程‘中海上通信系统的研制,圆满完成洲际导弹海上试验的通信任务。曾获部级特等一奖一项,二等奖两项,发表论文40余篇。现担任大型电子工程“920工程”总设计师并领导着“极低频/超低频通信系统”以及“高频自适应瞬间通信系统”课题的研究。
日前,本刊记者采访了陆院士。
本刊记者:陆院士,从履历上看,您是在校期间参军的,这是怎么回事?这种情况在当时普遍吗?
陆院士:1950年抗美援朝,动员学生参军,组成军干校。当时从清华大学4年级学生中找老师,提前毕业,到军干校当老师。我是电机系的,和杨士莪(哈尔滨工程大学院士,物理系的)同一天参军。我没有被安排到军干校,而是直接去了海军管理部门,当时刚解放急需人才,第二年才发的毕业证书。
中国092核潜艇
本刊记者:我国的许多军事装备都经历过从研仿到自制的过程,而在研制潜艇通信系统过程中,您主张不走研仿的道路,经过十年潜心研制,终于获得成功,全套系统配套上艇。请您讲讲当时的情况。
陆院士:我当时在海军管理部门主管科研,负责潜艇通信系统的立项研究,为关键部分提供主要通信设备。苏联专家讲,他们的潜艇上有超快速通信,但不告诉我们。为此,国家组织全国大学联合研制,哈尔滨军事工程学院的2、3期学员都参加了这个项目。上世纪50年代我到苏联考察了3个月,看到了该套系统。事情有了转机,苏联同意我们引进这套东西。引进后进行了多次试验,当时有研仿的意思,但该系统抗多径性能低,容易出错,从理论上就存在这个问题。当时只有这个技术。我认为这个办法不成。从北京到武汉多次试验,对记录的数据处理后,错误率高。我就主张用另外的方法解决这个问题。在海军主持、专家参加的会议上,我报告的方案经过审议获得通过,在刚成立不久的国防科工委立项。基本上和潜艇研制同步进行。20世纪60年代初正式立项开展研究,我从中推动了这个项目的研究,提出了指标,和苏联的不一样,进行了改进,发射机、天线、馈线都不一样。
本刊记者:潜艇通信是一个世界性的难题,目前还没有完全解决潜艇的水下高速通信问题,您主持研制了潜艇通信装备,在研制过程中一定遇到不少困难吧?
陆院士:困难是遇到不少,动员了军工三系的一大批学生来参加这个项目,还有电子部的研究所等搞发射机。需要重新设计,大家共同攻关。我当时提的是新的体制,但国内当时没有摸过,交给电子部的研究所,采取机械谐振的办法做,做不同频率的东西,做的东西总做不好。七院成立后,我调入通信雷达室,再组织人员研究。用磁心穿延迟线做这个东西,做成了,达到了预期目的。不料在测试中间,一个相关曲线丢失了,结果只好放弃,选别的方案搞。当时潜艇上没有天线,我们就搞升降天线,文革期间工厂都不开工了,我们拿特别公函请工人师傅加工,下厂做试验,条件很艰苦。做试验期间,中间有些问题还停了一段。第一条艇的新发射机很保密,和天线搞联调,总有故障,换新的方案时,有一次车间突然着火了,所幸的是当时把机件都拿走了,只剩下机箱在车间里,所以没有什么实质损失。做好后进行相关通信试验,比苏联的好。研制这套系统前后花了很长时间,经历很多挫折,全套东西都是自己研制的,很不容易。本刊记者:您印象最深的,难度最大的是哪一部分的研制?
陆院士:由于是新东西,几部分都挺难,难度最大的是调制问题,另一个是天线,天线第一次搞,难度很大,再一个就是总体系统。搞出后我们潜艇都装备了。
本刊记者:自行研制存在很大风险,您当时有没有考虑过?
陆院士:当时很多东西都是研仿的,而潜艇的通信系统是自行研制的,并且推翻了苏联的技术模式,性能还有很大改进,很不容易。但没有考虑过失败的可能,一定要搞出来。
本刊记者:作为我国最早从事舰船通信研究领域的开拓者和奠基人之一,您长期关注世界上舰船通信技术的发展,您能将该领域的最新发展情况向读者说说吗?您是怎样评价这些技术的发展水平的?
陆院士:潜艇通信有两种,一种是岸对潜通信,另一种是潜对岸通信。我主要是搞岸对潜通信研究的,当年周总理接见我就是为了解超长波电台的问题,他听我汇报后决定自己建长波台,维护了国家的主权。
大家知道,潜艇对岸通信时都要浮出水面。潜对岸通信美国现在除短波外,主要是利用卫星通信。卫星天线很小,16英寸,已经搞出5英寸的了,伸出的面积很小,速度很快,16英寸的传输速率可以达到128千比特(字节/秒),是很高的水平。
中国092级406艇
本刊记者:国外潜艇与潜艇之间是怎样进行通信联络的?
陆院士:国外潜艇与潜艇之间用声呐通信,通信距离只有十几千米,最远不超过几十千米。
本刊记者:国外潜艇与水面舰艇之间是怎样实现通信的?
陆院士:一般来讲,潜艇与水面舰艇通信都要用岸台作中继,水面舰艇没有超长波设备(太笨重),水面舰艇先将信号发给岸台,再由岸台通知潜艇。
美国海军提出潜艇与水面舰艇实现直接通信,用大潜艇放出的水下无人航行器(UUV)作中继,可控的,这是很大的难题。美国新建的“弗吉尼亚”级核潜艇就带有这种UUV,猜测已从技术上解决了这个问题,但到何种程度还有待观察。舰艇和潜艇编队指挥靠岸上很麻烦,美国在做试验,提出要求先解决水下任意深度通信2000比特,再到128千比特的通信,提出了要求,没有解决,在征集各种设想。
本刊记者:国外岸对潜通信通常用甚低频通信,这种通信方式有什么特点?与极低频通信有何不同?
陆院士:岸对潜通信用甚低频(VLF)和极低频(ELF),即超长波,十几、二十千赫,现在在搞极低频,几十周的频率。
甚低频通信都是采用大功率电台,尺寸特别大,高高的铁塔,面积也很大,功率有几个兆瓦。美国在全球各地有分布,如在澳大利亚西北角就有大功率电台,主要用于对太平洋、大西洋通信。
大功率电台不一定建在沿岸,根据各自国家的情况,可覆盖全球。
极低频台选址,要建在电导率特别低的地方,美国建在威斯康星州,俄罗斯建在克拉半岛。
极低频的天线,象电缆线一样,很长。美国最早搞的是埋地式的,占很大面积,由于当地居民反对,推迟了十多年,80年代中期才正式开工,一再修改方案,缩小,缩小,再缩小,受很大限制。
采用甚低频对潜通信时,潜艇是在水下40、50米处接收,而采用极低频通信时潜艇可在水下100多米处接收,所以极低频隐蔽性更好一些。本刊记者:有消息称美国海军2004年10月关闭了极低频电台,只采用甚低频通信,这是为什么?
陆院士:关不关闭极低频电台,这在美国有过多次激烈辩论,这个情况我是了解的。有不同的意见,有的认为美国的核潜艇还要有极低频的手段,否定了停机的动议。有的认为目前用不着极低频的通信手段。我认为如果美国现在关闭了极低频电台,可能是因为冷战结束,不需要这么隐蔽的通信,但战时还是需要的。
本刊记者:潜艇在使用甚低频进行通信的时候,其信息有没有被敌方截获的可能?
陆院士:凡是通信都有被侦察截获的可能,要保密,本身密码要保密。像极低频,保密方式采用扩频技术,没法拼码,不被干扰,核潜艇通信是极为重要的战略通信,稍有差错,后果不堪设想。要防止被敌人误导,设置了各种各样的反截获方法。
本刊记者:国外潜艇是怎样实现战时通信联络的?
陆院士:主要是岸上对潜艇发报,平时和战时都发,不管有信号没有信号,定时发,没有信号就发乱码,迷惑敌人,不让敌人知道潜艇出动了。潜艇对岸能不发就不发,现在的探测手段也在同步增强。战时没有必要尽量不发,主要是接收,迫不得已时才浮出水面发送信号。在威胁大时不发信,被声呐浮标捕捉到就跑不掉,很危险。
美国“弗吉尼亚”级核潜艇
本刊记者:曾经看到过国外潜艇拖个长长的通信天线,当然,大部分时间我们是看不到的,这是怎么回事?
陆院士:潜艇的通信天线叫浮力天线,可不露出水面,能控制深度。速度快时近乎拉直了。
上世纪60年代我们曾获得过一根浮力天线。当时渔民以为是一条鱼,结果到近处一看是一条绳子,再拖出来一看是80米长的天线(潜艇上装有电剪刀,紧急情况时可剪断浮力天线,潜艇跑掉了)。
潜艇都装有浮力天线,很有用,艇员特别喜欢这种天线,是必不可少的通信方式,很实用。在水下没有办法通信,只能靠浮力天线与外界联系。在水下接收甚低频,也能接收极低频,接近水面时可接收短波。
声呐现在也有使用拖曳阵列的,不同的是通信天线很细。
本刊记者:美国装备“塔卡木”通信终端系统的通信飞机,一般与潜艇保持通信的距离是多远?
陆院士:美国的“塔卡木”通信飞机装备200千瓦的大功率发射机,拖带最长能到8000米的天线,能进行几千千米的通信。但目标太大,必须有制空权,美国一直在用。没有制空权,生存力很有限。苏联/俄罗斯也有同类系统。
本刊记者:如果在战区执行任务的潜艇通信终端飞机被击落,会不会切断与在远洋执行任务的潜艇间的通信?
陆院士:一般情况下,有陆地的和空中的指挥所进行通信,为防止陆上的指挥所被打掉,通信中断,以空中指挥所作为备用。应急通信时用,平时不用。空中指挥所是应急的,平时尽量用陆地的。陆台中断了,用飞机。飞?。美国有十几架通信机,飞机作中继站,还要和陆上台站联系,转换频率。
本刊记者:目前世界上先进的潜艇通信方式有哪些?
陆院士:一种是卫星通信,另一种是潜艇不浮出水面在深潜状态下进行水下高速数据通信,采用各种方法,其中包括用UUV。前面提到的“弗吉尼亚”就是这种情况,将小潜艇放到水面,露出天线和水面舰艇及卫星等进行通信,和母艇用光纤或声呐联接。大潜艇在水下,UUV等于作中继站,这种方式可行。
本刊记者:未来潜艇有没有更加先进的通信手段?比如说蓝绿激光通信?
陆院士:目前还没有解决海水介质的通信问题,美国对水下100多米的通信发15分钟才能发3个字母,速度慢得很。我认为激光通信没有前途,飞机要正对着潜艇,没有制空权不行,美国搞了10多年了也没有什么进展。
本刊记者:您认为未来舰艇通信会向何方向发展?
陆院士:现在所有的通信都要和信息战联系起来,这是2l世纪的特点。通信和信息战是直接关联的,过去的通信方法面临着新的考验,战场电磁环境和过去大不一样,各种侦察手段很先进,信号一出来就被侦察、截获、定位、干扰。信息战条件下的军用通信怎么搞是很大的课题。水面舰艇一出去一发报就会被定位,破译方法也很先进,巨型计算机很容易对截获的信号进行破译。信息战是保护自己的信息畅通而破坏敌人的信息畅通。
对抗信息战的有效方法是用网格,任何一个单兵都可得到需要的信息,一个地方被干扰还可以用其他地方的。现在美军在构建全球信息网格(GIG),信息共用。通信是信息战的核心部分,过去是点对点,现在是组网的。美国已搞成了三军的网络。为了统一,做了很多工作,几次战争后,比以前大有进步。朝着信息化部队在努力,逐步地推广。咱们还有很大差距,机械化部队到信息化部队是一个很大跨越,我们的机械化还没有完全实现就要进行信息化部队的建设,有很大挑战。
本刊记者:陆院士,我看到您的治学格言是紧跟时代发展,弘扬科学精神。能不能具体讲讲您的人生格言是什么?座右铭是什么?
陆院士:我的理念是尽量努力工作。知识是个金字塔,一定要有宽广的基础,才能达到顶峰。要活到老学到老。
本刊记者:请您谈谈对《现代舰船》杂志的希望,对广大读者的寄语。
陆院士:说实话,每个月送给我的杂志很多,根本看不过来,但《现代舰船》我是每期都看,我要关注新的技术、新的知识,很有用。开阔眼界,可以看到世界各国的海军及装备发展情况,对专业读者和业余读者都有益。《现代舰船》包括的内容很多,面广,且图文并茂。希望今后除了舰船外,多跟踪报道动力、武器、电子设备等现代化装备。
本刊记者:谢谢您在百忙之中抽出时间接受我们的采访。