回顾长春光机所与“150—1”大型电影经纬仪的研制

胡晓菁　董佩茹

访谈整理者按 受访人朱云青（图1），1929年生，辽宁旅顺人，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所（以下简称“长春光机所”）研究员，1950年8月在东北科学研究所物理研究室从事机电研究工作，1952—1953年担任中国科学院综合研究所技术员，1953—1960年担任中国科学院机械电机所工程师。1960年因“150-1”大型电影经纬仪的国防工程任务，原光学精密机械仪器研究所与原机械电机研究所合并。此后，朱云青先后承担了150、160、718电影经纬仪的总体设计、电器控制系统设计、方案试验等工作，曾担任长春光机所计算中心室主任。

1952年，仪器馆（长春光机所前身）成立，致力于发展我国的光学事业。20世纪50年代，长春光机所重在建立应用光学学科及技术基础，主要研制民用光学仪器。1953年仪器馆熔炼出第一炉光学玻璃，结束了中国没有光学玻璃的历史，为光学仪器制造打下基础。“大跃进”期間研制完成的“八大件”①，是光机所早期历史上取得的重大成果。“八大件”研制期间对人才队伍的培养和锻炼，技术上取得的进步，令研究所“实现了从研制一般、通用、简易的光学仪器向独立设计、研制高精度光学精密仪器的飞跃”（[1]，页86），也为研制、开发大型精密国防光学装备奠定了可靠的技术基础。在第二个五年计划期间，长春光机所的研制重心逐步开始转向配合国防需要。

1960年10月，国防部第五研究院根据中程地地导弹飞行试验的需要，建议在国内自行研制光学弹道测量系统，代号为“150”工程。“150-1”大型电影经纬仪（图2）是“150-1”工程的主体部分，是基于“两弹”任务需要，用于测量空间飞行目标轨道参数、记录其飞行姿态、跟踪摄影及精密测量的仪器设备，以验证导弹制导系统的工作精度。长春光机所承接 “150-1”试制任务后，组织和动用了全所大部分科技力量，在极其困难的条件下于1965年底研制出当时具有国际先进水平的电影经纬仪样机，并通过国防科委的检验，成功应用于国防任务。“150-1”电影经纬仪的研制成功，开创了中国独立自主从事光学工程研制的历史，为以后各类靶场用光学跟踪测量设备的研制打下技术基础。在“150-1”工程之后，长春光机所先后研制出近百套靶场光测设备，为国家节省了上亿美元的外汇支出。20世纪60—70年代，长春光机所承接了大量国防光学任务，形成了有特色的国防光学基地，可以说其中大部分工作都是基于“150-1”工程研制成功的基础。1985年，长春光机所承担的“现代国防试验中的动态光学观测及测量技术”项目获得了国家科技进步奖（国防专项）特等奖，也是对此前以长春光机所为主研制的靶场光测设备系列的肯定（[2]，页187）。“150-1”电影经纬仪的研制是在长春光机所的历史上一项承前启后的重要工程，通过研制“150-1”电影经纬仪，培养了一支光学设备研制的技术队伍，形成了以光、机、电为主体的光学设备研制体制，在光电工程领域建立独特优势。

“150-1”大型电影经纬仪研制是为配合“两弹”任务而开展的重要工作，通过“以任务带动学科”，对长春光机所发展国防光学，建立学科基础起到了重要作用。长春光机所在研究“150-1”大型电影经纬仪过程中，采取了“一竿子插到底”的做法，即除负责样机设计的关键技术之外，还负责经纬仪的整机制造和生产。访谈梳理了“150-1”经纬仪的研制过程，除围绕项目承接背景、技术难点和解决方案、影响外，还涉及到“一竿子插到底”这种特殊的研究方式。

受访人：朱云青

访谈整理人：胡晓菁 董佩茹

访谈时间：2017年6月8日，2017年6月22日

访谈地点：长春市，朱云青家中

一 “150-1”研制项目落户长春光机所

胡晓菁、董佩茹（以下记为“胡”）：“150-1”经纬仪研制的背景是什么？

朱云青（以下记为“朱”）：这是国家下达的任务，是为靶场光测设备研究需要提出的，是“两弹”任务的要求。当然，在当时我们并不清楚项目的来龙去脉，只知道这是国防任务，后来我们去了基地工作才逐渐知道具体的情况，当时工作比较神秘。

“150-1”经纬仪是为了跟踪导弹飞行的主动段轨迹而研制的。美国和苏联都有导弹，咱们国家要研究导弹，开始是借苏联的技术，但是后来苏联专家撤走了，他们做了一半就不管了。我记得当时有一件事是这样的，基地的工作人员说，发射导弹要填充酒精，但是酒精的问题就卡在那儿了，苏联专家说没有酒精不能发射，他们还说中国的酒精不能用，必须得用莫斯科产的酒精。苏联人就像这样，经常在产品和技术上卡我们，不久后两国闹掰了，苏联专家就撤走了。但是咱们的导弹还要发射，我们要自己做导弹，我们的第一发导弹，用的就是中国的燃料，我们不用莫斯科酒精照样能发射导弹。当时的情况就是这样的，苏联专家走了，也没有其他外援，我们国家什么事情都要自己干，自己研发导弹，自力更生！在这样的状态下，我国武器反而发展得更快一点。发射导弹，我们需要精确的观测设备，用来跟踪测量导弹在天空中飞行的轨迹，“150-1”经纬仪任务就是这样提出的。

胡：长春光机所承接“150-1”工程的技术和机构基础是什么？

朱：研制“八大件”和“EOTS”经纬仪。但据我所知，许多参加“八大件”的研究人员没有进入“150-1”工程组，主要是工厂里磨玻璃的工人参加“150”的比较多。我们还有仿制“EOTS”经纬仪的经验。

仿制“EOTS” 经纬仪的过程并不顺利，光机所光学和机械力量虽然强，但是电的力量不行①。1959—1960年左右，咱们国家从瑞士走秘密渠道经第三方国家买回来了六台，给军队使用，当时好几个基地共用这些设备。为引进这六台设备，王所长（王大珩①）说，我们国家花了好几吨黄金。我记得当时光机所刚搬到南湖不久②，国家下达任务，让所里仿制“EOTS”经纬仪，于是给了所里一台，很珍贵。林祥棣③是骨干。在“EOTS”经纬仪的基础上，第一代仿制的产品就叫“160A”，后来又陆续做了“160B”“160C”经纬仪④。“160A”在做实验的时候，能跟踪到3、40公里左右的距离。

胡：除了光机所以外，全国还有别的单位可以承接“150-1”工程的么？

朱：当时全国只有光机所可以承接“150-1”工程。云南有一个光学工厂⑤，生产一般性光学系统的东西，比如小透镜、望远镜，大的东西他们做不了。其他的光学工厂，上海也有一个。总的来说，全国的光学单位很分散。长春光机所实力最强。在做“八大件”的时候，所有的元件都是光机所自己做的，锻炼了基础技术队伍。在“150-1”任务下来的时候，也是有争论的。因为全国光学工厂很分散，这样大一件东西，怎么做呢？是让光机所来干，还是让外面的单位干？外面的单位也接不下来这个任务。另外，在承接“150-1”之前，光机所做过大地测量仪，有研制光学系统的基础。“150-1”经纬仪属于大型的经纬仪，而大地测量仪属于小型的，原理相似，只是“150-1”经纬仪所要求的技术更严密。

二 “一竿子插到底”的研制方式

胡：所里对承接“150-1”整机研制项目方案意见不统一，有“一竿子”和“半竿子”的说法，例如当时书记李明哲主张“半竿子”，所长王大珩主张“一竿子”。

朱：接受任务时，对于怎么开展工作，书记李明哲和王大珩所长意见不统一。这个任务难度大，因为这也是我们所第一次搞大型的光学设备。光机所当时人员力量还是单薄，“八大件”是做小的光学设备，当时国内没有哪个单位搞过这样大的工程。世界上也没几个国家有经纬仪，当时我们什么资料没有，只有项目。国家从苏联进口设备，但是中苏关系破裂了，苏联不给我们用他们的东西了，我们做研究时也看不见设备的样子。经纬仪怎么做？我们没有把握。

为做成这个经纬仪，成立了0308工厂，机械所和光机所合并了①。两所合并后人员规模大概有1000多人，分为五个部：一部光学材料、二部机械、三部光器件、四部光学设备、五部陀螺，合并后即组建“150”工程组。但具体怎么做？大家讨论的焦点是“一竿子”还是“半竿子”。“半竿子”的意思是：光搞设计，不搞加工。王大珩所长不同意，他找人论证，说要从设计到产品到使用整个过程都由光机所负责，也是培养队伍。当时有一种考虑，就是光机所设计水平可以，但是干产品到底行不行？书记说全部由光机所来干，干不成怎么办？他当时在所里说话算数，大概是觉得万一干不成，光机所的红旗就倒了，他不同意“一竿子”。王大珩所长说，这么高标准的任务，我们设计完了，找厂子承担生产任务，没有厂子敢接，那怎么办呢，这个国家任务势必还是要由光机所来整体承担。

胡：两种意见怎么统一的？

朱：国防科委和科学院在北京开会落实的②。但问题还是很大，当时两所刚合并，从前机械所没有搞过光学设备，怕自己承包不了，对自己做还是交给别人做有争论；而光机所虽然做过“八大件”，但是都是小的光学设备，大设备没做过。而且“150-1”经纬仪中的小件，例如镜片、镀膜、加工、所要求的光洁度和技术标准都相当高，这些工作过去也没人做过，大型电影经纬仪对镜头要求特别严格，比如直径半米多的大镜头，光机所就没人见过。

胡：研制队伍包括哪些人？

朱：两所合并后成立了研制“150-1”的核心组，组长是王大珩，副组长唐九华①，光学部分听王所长的，机械部分听唐九华的。就这样，由王所长领头，唐九华主持，然后组织科研人员做论证方案。两所合并前，我和机械所的一部分人，大概不到10个人就在先调来做工作了。我负责“150-1”经纬仪电的部分，机械所调来的几个人组成了机械组，还有一些大学生参与。开始设计时设计人员不多，加工时有几个管理人员参加，还委托武汉钢铁厂做了一些大设备；至于做镜头，那是光机所的专长；电学方面有电学组。唐九华负责红外光谱仪的设计，顾马法负责组装，王大珩在光学光测组，林祥棣在光学组，高福辉在机械组。

在做之前，实际上我们并不知道机器的样子。以前只看到相似的设备图片，知道名称，但不知道各种信息。工程组获得的资料很少。有一件事对“150-1”研制有帮助。国家之前从苏联买了几台光测设备放在东风二十一基地使用，当时战事训练多，循环利用设备，加上操作人员不熟悉，导致设备出了问题，国防科委要求光机所接受维修任务，1963年8月王大珩所长领着我（电）、李裕国（光）和刘文富（机械）3人去基地维修这些光学设备。我们四个人都是第一次去基地，我记得当时很辛苦，花了3个月对这七八台不同的设备进行维修，我们对这些设备摸了底，也有了维修经验。维修时王大珩所长建议基地司令员，告诉说设备操作员不要频繁换，不要两三年换一批。二十一基地也很感谢王大珩所长带人来维修好设备，国防科委也从这时开始器重光机所。当时名义上是维修，实际上我们也借机考察。从基地回来以后我们知道了仪器的大致样子和情况，再做“150-1”就有了经验，所长也有了信心开展工作，这件事可以说是直接促进了“150-1”研制的发展。

从基地回来后，所里成立了“150”办公室。办公室成立后，进行了详细的方案论证，唐九华做了总体的方案论证报告，我做的电器部分，王之江做了光學系统部分。确定了“一竿子”以后，所里开始加速做“150-1”。我记得时间节点是：1960年接受任务、1963年定下“一竿子”、1966年结束②。“150-1”电影经纬仪是国内首例大型光学设备，当时的想法是：有条件上，没有条件争取条件也要上！

三 技术难点和解决方案

胡：当时是怎么确定“150-1”电影经纬仪的外形的？

朱：最初只是看到设备的图片，知道名称，但是我们不知道其它信息，资料很少。具体借鉴就是看EOTS-C经纬仪，还有“160A”的形式，就是按照两个观察镜、一个主镜和照相机，用一个电机引导转动。这就是结合了光、机、电的方案。

胡：“150-1”电影经纬仪的研制难点主要是什么？

朱：国家下达任务的时候，要求经纬仪能跟踪到至少150公里的距离，这是发展导弹的要求。“160A”就不行了，实验发现它只能看到30公里，镜头口径对应观测距离，它的口径太小了，要大口径才能看得远。那么对控制系统要求就高了，“150-1”的控制系统做起来困难就多了，咱们当时没有大型的电机，没有大齿轮，都要自己做，这很困难。所以这样就开始了一种讨论，那就是到底要做成什么样子的机器。

首先是要做一个大镜头，这是光的部分。我们看美国来的资料、看图片，镜头的口径要大，我们比照了KATA50经纬仪，它的口径大，我们考虑“150-1”经纬仪的镜头应该至少有500多（mm）的大口径。镜深就是镜头的整个长度，美国的比我们长，我们国家的要短一点，但是短了不一定缩短摄影系统的作用距离，我们按照指标的要求来做。光学系统是王之江设计的，当时只有一张可以参考的图片，他根据国家要求的观测距离计算光学系统。同时要考虑镜头的运载能力和光学系统稳定的关系，这个任务是以唐九华为主导来做的。此外，还有电机的问题，要带动那么大的系统，电机怎么设计？“160A”采用单电机的方案，是因为它比较小，结构不同，电机控制简单。而且当时仿制工作做得不是特别好，所以对于“150”经纬仪，采用什么样的电机，争议也很大。“150-1”系统大，小电机带不动。当时考虑的是多电机，王大珩所长提出来能不能用小电机组合来带动，考虑用六个电机串起来拖动系统。这样一来还要考虑大齿轮，用大的、平滑的转台，摩擦传动，带动电机运转，这是机械部分。

开始讨论时光、机、电方案就是一起讨论的，争论很大。经纬仪的传动系统，按照国内的能力来说是做不了的。尤其是研制控制系统的电机时，当时国内缺少电机。大家考虑了两个方案：电机马达和液压马达。王传贤搞液压，我和壮志两个人搞电机。决策时王所长对两个电学控制组的方案都做了了解，他拍板采用电机方案。由于当时我们没有大电机，大家讨论用多电机拖动滚轮的方法，让小轮子驱动在转盘上摩擦传动来驱动大转盘。转机的大转盘我们也还做不了，于是我们设计出图纸，让武汉钢厂生产各个部件，我们派人按照图纸去监控。“150-1”经纬仪采用的是齿轮传动、机械连接、多电机滚轮摩擦传动的方法。这在当时是没办法的办法，讨论时争论比较大，方案能不能成当时的疑问也比较大。

胡：“150-1”样机实验成功前是否有失败？

朱：没有失败的，一共做了5台。“150”引导系统是模拟系统，技术上是引导式用雷达引导经纬仪，经纬仪对接是用磁针角极作为传感器，引过来雷达信号，不像现在可以用计算机和电视，通讯用数码系统。我们先做了一台样机，当时在所里的装校车间，我们做了实验，用雷达引导经纬仪运行，模拟雷达和经纬仪连接。做实验的时候我还后怕，万一出事故就麻烦了。验收后指标达到要求，包括作用距离、分辨率、雷达引导系统等等，成功了，便继续投产4台。另外4台一模一样。样机也是按照生产正品的态度生产出来的。样机的验证是在北京基地进行的，经受了实地考验。我们与苏联的机器进行了比对，光机所生产的经纬儀比苏联机器指标高、作用距离远、分辨率更清晰。

四 借鉴与进步

胡：在“150-1”之后，光机所又承接了“718”电影经纬仪研制项目，二者有什么区别？

朱：“718”也是国家下达的任务，它是发射洲际导弹观察测量所需，是一个包括许多项目在内的总名称，光机所干了两件事，一个是挠曲变形项目，一个是船用经纬仪①。“718”船用经纬仪，是由唐九华主要负责，1973年开始的。因为做过“150”，所以对做“718”摄影系统已经有经验了。但“718”经纬仪是放在船上的，与“150-1”经纬仪相比，思路不同，结构不一样，要求也不一样。“150”经纬仪结构传动是齿轮摩擦传动，放在船上摇晃，在海上用这套系统不行，后来就没有用，是根据实地情况重新做的另一套系统。从技术上说，“718”采用的是力矩电机传动，使用多传感器，更复杂。做“718”的有一部分是原来做“150”的人，比如电的部分我参加了。

胡：“150-1”是不是我国第一代的电影经纬仪？

朱：我认为“150-1”经纬仪是第一代，它是我们国家自己研制的，叫“150”系统，这是第一代，且是大型的。“160A”是仿人家的，仿制EOTS-C经纬仪的时间比“150”经纬仪早一点，是1960年左右。第二代应该就是“170”系列经纬仪，“718”船用经纬仪是第三代，它包括电视和激光，是综合性的技术。我们做完了“150”开始研究“718”，这个时候就“170”开始了，“170”出厂后就算第二代，“718”是第三代。现在的“262”应该算是四代，是最新的，除了电视、激光技术，还有计算机引导系统。

胡：“150”也好，“718”也好，对这个长春光机所和整个光学工程的发展影响都很大，包括“一竿子插到底”的做法，长春光机所形成了从科研到生产一条龙的运作方式。

朱：对，是这样的！“150”经纬仪的元件都是自己生产的。比如磨镜头的玻璃，磨到“150”经纬仪这么大口径，这些都是自己做的。又比如镀膜工艺原来没有，但经历了“150”以后，这个工艺发展很快，有了镀件系统和镀膜系统。几乎光机所里现在所有的工作基础都是由当初的“150”带起来的。“150”顺利完成以后，国家也更重视光机所了。

胡：“150-1”经纬仪研制实际上是长春光机所发展光电跟踪技术的开端，这种说法准确吗？

朱：对，可以这样说。研究所通过做“150”工程，从无到有培养了一套人才队伍，包括许多磨镜子的高手和机械方面的高手，还形成了光、机、电、控一整套的流程，使所里具备了很强的优势。而且从“150”到“718”，也是光机所做国防光学密集的20年，这20年对后来光机所的发展有很大的促进作用。

参考文献

[1] 宣明， 孙成志， 王永义， 王彦祚编. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所所志（1952—2002）[M]. 长春： 吉林人民出版社， 2002.

[2] 胡晓菁. 赤子丹心中华之光——王大珩传[M]. 北京： 中国科学技术出版社； 上海： 上海交通大学出版社， 2016.

[3] 中科院光机所迁移地址等请示及中科院批件[R]. 1959. 北京： 中国科学院档案馆， Z382-205.