专家：张声涛，1956年毕业于北京工业学院车辆设计专业，曾任总体室主任、总设计师、原国防科工委系统所特邀研究员，现任车辆与交通工程学院研究员级高级工程师、军事
统筹学会学术委员会顾问，多次荣获部委和国家级科技进步奖。 记者：美国媒体曾对本国武器进行打分评比，结果A-10攻击机、M1A1坦克得分很高，而当时最先进的B-1B轰炸机被评为最差武器。究竟什么样的武器算是好武器？您认为发展一种武器的决定性目标是什么？ 张：我认为一种新兵器的研发首先应由它的作战、使用要求来决定，用什么技术是第二位的问题。历来只有以盾制矛，跟着别人搞同样的武器，势必缺乏针对性，而且早早就被人“知彼”。这也是我为什么主张用“作战效能”取代“几十年代水平”作为评价新兵器水平主要标准的根据。换句话说，首先应搞清楚该兵器是针对哪些作战需要这样一个简单却往往被忽视的问题。兵器发展的规律是矛盾相长、针锋相对、克敌制胜、永无止境。针对性是判断兵器发展方向是否正确的镜子，只有解决战争的某个问题，而不是单纯模仿外国某项武器，才是发展一种新武器的决定性目标。 以坦克为例。冷战期间苏联面对与北约的对峙，主张“突贯进攻，数量取胜”，坦克突出轻、小，其主力坦克T-62、T-64在30—40吨，而T-72也不超过45吨；美国一向强调装备全面先进，所研制的坦克突出重、大，M60以及后来的M1坦克都在50吨以上。但在越南战争中，连相对较轻的M48、M41等坦克都不能适应当地的环境，更别说M1了，最后只好将M113装甲输送车加上钢板焊成敞顶的炮塔，充当主战坦克；英国重视防护和火力，一方面采用120毫米炮争取2000米外先敌开火，另一方面又发明了厚重的“乔巴姆”装甲，这样一来导致坦克增重许多，但为适应中欧和东欧地区的沼泽地、泥炭地和亚洲季风气候地区的需要，也发展了7.9吨的“蝎”式超轻型坦克；法国强调坦克机动性与火力结合，突出轻、快，所研制的“勒克莱尔”主战坦克重54吨，是西方同类型号中最轻的，却装备了当时威力最大的52倍口径120毫米坦克炮；瑞典坚持“本土防御”，为适应北部泥泞潮湿和多雪的地理条件，发展了15吨重的IKV-91轻型歼击坦克，最近又将CV90步兵战车派生出重26吨、装120毫米跑的CV90 120-T；以色列人力宝贵，坦克设计把对乘员的防护放在首位，结果“梅卡瓦”坦克便突出厚、重……可见，一切独立发展坦克成绩显著的国家都不是盲目跟踪外国。很明显，针对性是决定性目标。 中国开始自行设计坦克时，正值蒋介石积极准备“反攻大陆”。引进的59式中型坦克在广大的东南沿海水网稻田地区难以应用。针对对方M41轻型侦察坦克，中国决定发展21吨的62式轻型坦克和18吨的63式水陆坦克。可以说，当时的针对性极强——用于淮河以南的抗登陆作战，总体设计完全围绕这个要求来进行。而按国外的习惯，当时的轻型坦克只用于侦察，其实这是由于欧美各国以平原为主的战场环境所决定的，如果照搬，根本行不通。因此中国决定以轻型坦克作为主战坦克用，这样62式的各子系统就都有了明确的目标，比如火炮采用了T-34中型坦克的85毫米炮，发动机采用了290千瓦以上的中型发动机，满足了抗登陆作战的火力和机动要求，完全能够压倒M41轻型坦克。 当然，当时这样做也经历了艰难的摸索，到底行不行得通，也真的捏了一把汗，但实践证明62式是完全适应中国国情军情的。 记者：20世纪90年代以来高技术兵器在全球的局部冲突中扮演了制胜的角色，而发展高技术兵器不是短期能够奏效的。中国在这方面基础相对薄弱。现在应该如何跟踪国外高技术武器呢？ 张：对敌方出现的新武器，不可能找到可以跟踪、仿制的现成武器，因为敌方并不傻，真正最新的武器是在研的型号，这些是不会让我们掌握太多情况，更谈不上跟踪和仿制。我们所能模仿的武器只能是别人技术发展浪潮的第二波甚至第三波，这样有何出路？伊拉克用高昂代价购买的苏式坦克集群与多国部队对抗，殊不知美国20世纪80年代的第一波军事技术革命针对的正是这种类型的装备，伊军正好是美军这一批武器系统最典型的靶子。这种旧系统与新系统的对抗，结果可想而知。 其实，系统工程原理表明：越是先进复杂的系统越脆弱，越容易从原始环节被破坏。而且破坏一个旧系统一般要比建设一个新系统容易多少倍，少投资多少倍。以反坦克为例：用地雷反坦克，费效比1：10000，用火箭筒打坦克约1：3000；用穿甲弹约1：300，用反坦克导弹约1：100…… 因此，我们只有对敌方的高技术武器进行一番认真的思索，寻找其薄弱环节，根据自身条件进行创新，才是突破之道。创新的武器必然最具有威慑力，能起到技术上突然袭击。实现战场态势突然逆转的奇特效能。正如美国近年来一直担心潜在对手的非对称打击，结果还是处于防不胜防的境地。美国同样担心在军事领域出现“技术上的珍珠港事件”，即被对手找到意想不到的破解方法，其结果必然也是猝不及防。 针对式自主创新的武器系统有明确的针对目标和有效的作战效能，而且要求直接针对刚刚出现的高技术武器，在发展阶段上则要求正好对应敌方的节奏。 比如，反应装甲出现后，进攻方搞出了带串联战斗部的反坦克导弹，防御方接着搞出了被击中时能反击串联战斗部的新型反应装甲。后来预计到进攻方可能发展等径串联战斗部，防御方接着搞出了被击中时能反击串联战斗部的新型反应装甲，甚至已经准备好能主动出击的反应装甲。这些都属于“直接针对”的例子。在“间接针对”方面，针对巡航导弹、空地导弹、激光制导炸弹都有制导子系统这个薄弱点，防御方完全可以用干扰和诱饵等手段，争取将这些弹药引偏、提前引爆或强迫引爆。 同时，对于发展中国家而言，要想全面跟踪发达国家高技术武器，其国力是难以承受的。因此武器发展既要针对战场环境也要依据经济资源和技术条件，以寻求低成本的突破。这样做的好处非常明显：第一，关键技术是买不来的，研制中尤其是战争前准备阶段容易受国外制约；第二，战时后勤供应不会发生困难；第三，针对性地突破保证了主动性，对方要补上所有漏洞必然要消耗大量的资源；第四，跟踪时起点一般要低于对方，而针对性创新则能高于对方；第五，针对式创新可以攻敌高技术武器于一点、一个环节，即只是为了破坏其系统，而不是为模仿其系统，从而使发展中国家可以用小型、单个的武器与发达国家的大型高技术武器系统进行“不对称对抗”。 正如美国惧怕的那样：未来战争优势将不属于掌握大量现代武器的一方，而是属于不断运用新技术原理去制造更新式武器的一方。只有这样，我们才能找到一条发挥人力智力优势、避开财力物力劣势的道路。 第三次中东战争中，以色列一个精锐坦克旅的坦克和装甲车辆被埃及步兵的大量反坦克导弹击毁200余辆；海湾战争中伊拉克高价引进的两架预警机躲进地下机库飞不出来，而廉价自制的“飞毛腿”导弹移动发射架针对高空侦察真假难辨的特点，对延缓“沙漠风暴”时间、推迟“沙漠军刀”开始时间却功效显著；科索沃战前一个月南联盟突然改动萨姆-6地空导弹的频率，躲过首轮空袭后，针对美F-117隐形战斗轰炸机弹舱打开瞬间不能隐形的薄弱环节，打下了这种不可一世的隐形飞机，就是针对式的成功范例。同样，针对美国的NMD系统，弹道导弹技术也会有很多手段可用，比如多弹头技术和诱饵技术等。 记者：您认为我国应该发展什么样的高技术？ 张：我曾提出过一种“新概念高技术”的论点，指的是那种作战有效性强、费用极其低廉、我国经济技术力量可以达到的技术。高技术确实具有高附加值，高效益，高竞争力，高威慑力，但同时不可避免地具有高投入，高消耗，高风险。 高技术附加值不仅可以通过集中于少数几个高新专业的“纵向深化”的途径获得，在广大传统产业中具有突破性进展的高新技术也广泛存在。这主要通过“横向组合，辩证综合”达到系统总体取胜。系统工程关于“系统获得新质的秘密在于结构关系的有机性”原理为我们指出了方向和途径。我们完全可以用哲学思维方法中的横向、逆向、类推、组合、综合系统内外相关结构中固有的但尚未被利用的相关固有属性，进行替代、转化、优化、达到深化内涵、扩展外延，实现技术概念质的飞跃，产生“新概念高技术”。由于综合多种结构的各种固有属性，还能一机多能。而且，因为是通过现存的固有属性的组合所得，也不必增加很多全新结构，显然具有简单、廉价、容易的优点。 目前，反坦克火箭筒、反坦克导弹和破甲弹等各种反坦克弹药令主战坦克难于应付。但上述弹药的共同点是都是锥孔装药弹头，它们引爆形成的高温高速射流的有效破甲距离为457~610毫米，由于坦克侧装甲板和两侧的薄钢板(裙板)之间的“间隔”为600毫米左右，因而很少被破甲战斗部击穿。受此启发出现了“间隔屏蔽装甲”技术，即通过增加栅栏等屏蔽物来增强坦克防破甲战斗部的水平。当时该技术能使绝大多数的反坦克攻击失去作用。 再如，针对战场上苏式坦克炮塔易被掀翻、15°以上坡度时难以回转射击、沙漠地带挤进沙粒后会卡住炮塔、加工时易变形报废等弊病，可考虑采用在左右滚道各嵌入两根钢丝抱住滚珠，形成外啮合的“钢丝滚道外啮合座圈”技术，使座圈可承受500吨/米倾覆外力矩，磨擦力矩减小3~7.5倍，从而大大增大调炮坡度角，挤进沙粒不会被卡住，加工维修也更加容易。 当前“新概念高技术”最重要的作用在于它可能突破许多行业已经出现的饱和极限状态。如主战坦克重量65~70吨、1.1兆瓦、140毫米主炮已被公认为饱和极限状态，再加码就会发生恶性循环。在使用上，海湾战争准备期间，只有美国有大型运输机能运送M1A1一类的主战坦克，欧洲国家一架也没有，英国还是向美国租用。北约无法进行主战坦克的空运，结果海上船运花了3个月时间。事后美国曾明确表示担心：如果再发生第二次海湾战争，萨达姆知道了盟军的这一弱点，美国就要吃亏。科索沃战争中，北约除战略机动外，还遇到了从阿尔巴尼亚的地拉那国际机场到前线的陆上战术机动问题，经美国工程兵专家组实地考察，当地桥梁等设施的加固需要3~4个月，否则无法保证M1A1坦克的通行。因为M1A1是20世纪70年代依据柏林墙西侧平原地形设计、用以对付华约突然袭击的，所以美国过去曾宣布2010年要搞40~50吨的轻型主战坦克，现在又决定放弃主战坦克的发展，搞重量为主战坦克1/3的“未来战斗系统”，以轮式装甲战斗车辆为主。 记者：我读过您的一些文章。您经常提到武器总体设计当中的加法设计和减法设计问题，而且一贯提倡减法设计的思路。您能否解释一下什么是加法设计和减法设计？减法设计又有什么样的具体应用？ 张：自从18世纪以来，形而上学、机械唯物论、自成体系等不科学的思想和设计方法严重限制科技人员的头脑。学科划分越来越多、越来越细、越来越专，思想和设计方法也随之各自为战，相互隔绝互不支援。设计上总是一机一能，忽视客观存在的有机联系，造成兵器体积重量增大，结构工艺复杂，成本消耗增高。这就是普遍存在的加法设计，它走的是从简单到复杂的路子。 与此相反，随着科学技术的发展，系统工程、运筹学等综合学科发现了产品体系、系统、分系统、零部件、性能和结构之间的有机联系。众多零部件可能综合到一个部件结构中来，从而省略掉许多部件。如集离合、变速、转向、制动于一体的综合传动就省掉了主离合器、转向机、制动器等五个部件。从18世纪开始的从简单到复杂的发展趋势将进入从复杂到“高级简单”的高度，从“分析时代”发展到“辩证综合时代”。 第一类例子属于改变思维方向，变正向思维为逆向思维，变外加为内挖。比如外加功率可以提高速度，但减少阻力亦可提高速度，这就是内挖的方法；挖掘结构尚未开放利用的固有属性，进行应用功能转化。这方面潜力很大。一般来说，产品现有结构中起用的固有属性仅占20%~50%，还有大部分固有属性有待我们去挖掘和开发。但科技人员一定要转变个人作用定位，从各子系统设计师的定位上升到坦克设计师的高度上来。 据我们初步分析，用减阻增速代替增功率增速，可以避免因功率增大引起外形、重量随之增大；用机动性参数自动改变的新概念防御方法，可以替代装甲重量剧增；用车炮、车机、车甲关系的系统总体取胜，可以实现整车性能的最优化。这样，研制重量为主战坦克1/3的轻型主战坦克是完全可以成功的。 第二类例子属于寻找系统内外最优关系，用人-机-环境系统工程实现系统总体取胜。如概念、性能、专业之间可以相互转化支援。比如，车和船本来是两个相互矛盾的概念，但通过寻找最优关系，可以实现陆上为车，下水近船，车船结合。 系统内的全面综合也是途径之一。比如1.1兆瓦发动机驱动的50吨坦克与880千瓦发动机驱动的40吨坦克，其机动性是一样的，因为单位功率均为22千瓦/吨。也就是说，设计1.1兆瓦新发动机和减重到40吨对机动性的效果是一样的，但后者显然要可行得多，因为它不会发生恶性循环。当然，减重需要所有专业和部件系统综合努力，因此我主张坦克战技指标应列单位功率、重量，而不列功率，以免限制各单位的系统综合积极性。 此外，还有系统与分系统合理配置的问题。如多少重量的车辆最多能配多大火炮？多大功率发动机？多厚装甲？目前尚是“摸着石头过河”。二战前后火炮后坐阻力与重量之比一般在0.8~1.0，通过系统综合，目前已经可望达到2.0，从而实现轻车装重炮。总之，减法设计的途径主要是内部挖潜和相互匹配，实现系统总体取胜，主要内容体现在减阻、减荷、减耗、减辐射、减重量和减结构等方面。 记者：张老师，我们对您的武器总体设计思想已经有了初步的了解，总的讲就是：以我为主，对症下药，求变求新。您认为我国今后兵器的研发和设计应该注意哪些问题？ 张：根据我多年从事坦克兵器研究的经验，感到我国的兵器发展在方向、途径和方法三个层次上应进一步完善。 第一个层次，多年来，我国在某些兵器研制发展方向上走的是一条引进-模仿-追赶-再引进的道路，总是跟在别人后面。我认为，要想有效对付高技术武器的威慑，就不应单纯强调跟踪国外武器，而应针对高技术武器的特点、我国的战略思想、作战理论和作战方式、战场环境、国情军情、工业经济和兵员素质等因素，以针对式自主创新为主，这是涉及兵器发展战略方向、目标和内容的首要问题。 第二个层次，我国兵器研制发展所采用的技术途径和手段不应过于强调像美国那样集中在高技术范围内进行高投入、高消耗、高风险的攻关，而应充分利用在所有技术领域内横向组合，以质变为主，产生新概念高技术。 第三个层次，我们的设计方法不应该再继续沿用18世纪以来长期采用重量、体积、结构、工艺、消耗、成本随着性能水涨船高式的加法设计方法，而应逐步试用使这些指标随性能改善反而降低的减法设计新方法。这涉及武器设计的观点和方法问题，属于设计方法领域的一场革命。 如果以上三个方面能有机地综合在一起，我国完全能用有限经费研制更多能有效对付高技术武器的装备，并发展成为自成一体、具有我国特色的独立兵器体系。 | 
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2005-12-9 10:34:07
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