百年清華

蔣軒祥（1965自控）

光陰荏苒，從第一次走進清華園到今天，轉瞬已有半個世紀。在入學50周年這個特別的日子⚈，畢業後航天生涯的酸甜苦辣湧上心頭。

分配“三線”所 報到“三輪”行

我畢業分配填報的第一誌願是“服從國家分配，到祖國最需要的地方去”。結果，我被分配到中科院新成立的研究所（不久劃歸航天部）🫷🏼。該所是為某項重要國防科研任務而組建的全國唯一的微計算機和微電子技術結合的研究所🦵🏿，單位地處陜西“三線”，正處在基建階段✋🏿，但科研工作已開始🥴，報到地點在中關村中科院計算所👩🏼‍🦰。一個炎熱的下午，我和郭存裕同學到食堂借了一輛三輪車，拉著兩人簡單的行李和一箱書籍🤸🏼‍♂️，一起去單位報到。因為天氣熱🏥，騎得又急，我倆滿頭大汗，形象有些狼狽👳🏼‍♀️。門衛看到了，還以為我們是收廢品的呢𓀔▶️！

工作起步好 有賴基礎深

新單位是搞航天科研的🦫🌑。1965屆畢業生既是新員工，又是建所的創業者。頭幾年我分在混合集成電路研究室🧑🏽‍💻，負責薄膜集成電路的研製、實驗、測試等🤽🏿🙍🏿‍♂️，很快就投入到某項重點型號任務的緊張工作中。為滿足任務急需，我自己動手，製作了多臺穩壓電源、臺式和便攜式晶體管特性掃描儀🧑🏼‍⚕️、低電壓大功率點焊機電源等設備。其中便攜式晶體管特性掃描儀用來輪流到半導體工廠挑選各種性能的管芯，非常方便實用，深得好評。

1970年我隨單位搬遷到陜西，開始紮根“三線”的新生活。時值“文革”，條件艱苦🧘🏼‍♂️，好在科研💆🏿、生產沒有中斷，加之我已調至MOS集成電路與計算機研究室，擔任該型號功能驗證樣機的主管設計師💗，生活緊張而充實💇‍♂️。我們在滿是石頭的硬地基上埋設低阻抗“地線樁”🙄，經常過半夜才回家，騎車下坡時經常聽到周圍山溝裏傳來的呼嘯的風聲🚇👭🏻。這時工作中遇到的一個難題是如何增強計算機的地空通信能力。我們的任務需要具有300米以上長線傳輸能力的電路。由於所用的多芯電纜分布電容很大🦹🏿‍♀️，因而通信時有誤碼🙀。經大量試驗發現，關鍵在於長線驅動器性能和電纜線連接方式。湊巧的是⏪，不久後我隨老專家到北京參加國防口計算機發展討論會，偶然從科技雜誌上看到日本人提出的一個電路，既有強大的長線驅動性能，又有靈活的輸入接口，很符合我們的要求👲🏽。回所後，我迫不及待地搭電路試驗，確定電路參數👓，很快試製成功。實驗驗證它具有400米以上長線驅動能力。該電路後來在很多型號推廣，應用時間長達30年。在改革開放後，我國的空間計算機幾乎清一色地選用進口電路📋，但它是少數國產電路之一，歷經數百次實戰考核🙋🏻‍♂️👛，深得用戶推崇🧍🏻。

回顧這一階段的工作🦥，可以說是起步良好。從電路到整機，薄膜製備工藝到自製科研設備，表現出上手快👨🏻‍💼、工作面寬‼️、適應能力強的優點😢♒️。這得益於母校的專業基礎深厚而紮實，知識結構較寬較新🏊🏿‍♀️，以及實踐能力的培養。

“三抓”屢攻關 素質是根本

“文革”結束不久4️⃣，中央確定航天三項重點工程（簡稱“三抓”任務）。我有幸參加其中兩項👨‍👨‍👧，並擔任主任設計師🕵🏼‍♂️。第一項，負責火箭遙測系統和安全系統的兩個電子設備，主體器件均采用PMOS集成電路。當時MOS電路雖然已經跨過“MOS，MOS，一摸就死”的早期階段，但仍存在一定的工藝缺陷🧗🏿‍♀️🪧。其中最為棘手的是一種稱為“沉睡”的奇異現象♜，表現為：MOS觸發器加電瞬間不計數或不移位，待過了一段沉睡時間後即又恢復正常工作，並且有沉睡時間短、發生概率低的特征👩🏿‍🔬。這是個嚴重的隱患，但捕捉起來又十分困難。我經過反復研究，提出了一個獨特的技術方案，即借用由我負責研製的一臺空間計算機🧖🏼‍♂️🌆，來尋找和剔除“沉睡”模式的畸形組件🫶🏻。這樣做既準確又快捷，決定性地實現了“整機幫助電路機理分析及工藝改進👨‍❤️‍💋‍👨，反過來，最終隱患的消除又保證了計算機的可靠性”。“沉睡”問題的解決，極大地提升了MOS集成電路電子設備的可靠性🃏🚣🏼‍♂️。兩臺設備先後參加了“向太平洋海域發射運載火箭”等近二十次飛行試驗，均獲成功👩🏼‍🦰。

第二項🧑🏿‍✈️，負責某型彈載計算機研製。相比較🌳，它和整個系統一樣經歷了更多磨難。01批也是采用PMOS中小規模集成電路，成功地參加了“潛艇水下發射運載”等飛行試驗。02批根據“一彈兩用”設計思想和其它戰術技術要求，采用集成度更高、功耗更低的CMOS中規模集成電路。這次遇到的是同樣棘手的🫚、曾被國外稱為CMOS器件應用“復仇女神”的“閂鎖”難題。

當時的情景還歷歷在目。我剛從山西執行完一項任務準備返所，突然接到通知要我立即趕赴北京。原來CMOS樣機在控製系統綜合試驗中，出現地面機電設備動作時計算機經常發生閂鎖並引起電源保護。問題相當嚴重。黃緯祿總工程師對我說：“這問題必須解決👨🏻‍🔧👩🏼，否則我們都無法向國防科委張愛萍主任交賬👨🏽‍🍳😈！”經認真分析，我心裏有了底👊🏿♐️。一是CMOS計算機自身抗閂鎖能力較差；二是綜合實驗室機電設備功率繼電器線圈未采取抑製反電勢措施造成電磁幹擾太大🙋🏻。鑒於現場條件🌐🧏🏼，我們只做了後一項驗證試驗👩🏿‍🎨，效果良好。回所後，我從整機角度采用了多項抗閂鎖設計技術🐢，效果令人滿意；隨後電路設計師又逐步完善了抗閂鎖工藝方法，實現了“雙保險”。“閂鎖”問題取得突破後，終於成功研製了我國第一臺CMOS中規模集成電路控製計算機🧘🏿‍♂️，被評為中國計算機事業50周年37項大事之一。歷史表明🦚👪，CMOS航天計算機的問世開創了新的時代🌜，至今仍是航天應用的首選機型。

我和同誌們共同經歷了挫敗的痛苦和勝利的喜悅。引以為豪的是👩🏼‍🔬，我能為我國成為世界上少數擁有海基🏋🏻‍♀️、陸基戰略國防力量的國家作出貢獻，曾先後獲全國科技大會獎、國防（航天）科技獎，榮立航天部一等功。我還以提升國防防禦能力為目標，率先開展抗電磁脈沖等加固技術研究，獲“光華”科技基金二等獎；作為副主編，參加《導彈與航天叢書》《彈（箭）載計算機》專冊的編寫♍️♿。

回顧第二個階段的工作👲🏻😇，在“三抓”任務中屢克難關，在其它工作中有所作為，凸顯出由清華培育、航天科研事業砥礪的過硬的綜合素質。

“星船”新領域 奉獻航天人

進入90年代💂🏼‍♀️，我國航天事業走上快速發展的軌道。此時，我的工作重點轉到應用衛星、載人飛船領域，並兼顧型號研製和預先研究，分別擔任主任設計師和課題負責人。與彈箭載計算機相比🪗💆🏽，星船載計算機在設計思想、設計技術上提出了新的要求和挑戰🏊‍♀️。前者有力學環境苛刻🧑‍💻，工作時間短（30分鐘以內），一般采用單機方案（載人火箭除外）、所有元器件不允許出錯的特點🧮；後者有空間輻射環境復雜，工作時間長（長達數年），通常采用冗余結構🧔🏻‍♂️、允許個別元器件出錯，但整體應保證正常的特點👩🏻‍💻。表現在設計過程上🦣，是一個時間更長👩🏻‍💼🚣🏻‍♂️、不斷完善的過程。“冗余只是基礎👃🏿，容錯才是根本”。“細節決定成敗”，地面工作的每一個細節都會影響太空運行。因此🙌🏻，我們要用大量精力和時間進行故障模式與影響分析、故障覆蓋率分析📜、單點故障分析、提出故障預想對策等。這既是一種責任🐙，也是一種“煎熬”。即使我們竭盡全力，仍然會出現“人算不如天算”的情況🏄🔍。一些型號總設計師感慨道：“搞航天，沒有奉獻精神不行⛽️，沒有堅強的神經也不行！”

第三個階段，我負責的有重大影響的科研項目有🧑🏻‍🦯：

1. 和另一位專家一起主持研製了“氣象一號”衛星大容量固態存儲器🤾🏼‍♀️。以固態存儲器代替磁記錄器，開辟了衛星數據存儲領域應用新方向，極大地提高了在軌可靠性，更是采用問世不久的FLASH芯片為存儲載體、以世界上第一臺FLASH星載大容量固態存儲器的創新成果而載入史冊，獲國防科技二等獎。

2. 主持研製了我國第一代傳輸型“資源二號”衛星數據管理子系統👩‍🦱。首創的空間輻射防護機製和核心器件得到成功應用；“中央控製單元”長壽命、無故障、超期運行，創造新的奇跡🙅；自行研製的整星串行數據總線電路通過技術攻關和優化方案，性能達到世界先進水平，國產化打破了受國外控製的被動局面。我還曾在項目關鍵節點上協助總工程師解決深層次技術問題📥，為國家挽回數十萬元的經濟損失。因貢獻突出，由“兩總”系統破格提名🤶🏼𓀍，獲2002年度國家科技進步一等獎。

3. 主持研製了“神舟飛船”數管系統計算機、製導導航控製系統CPU和總線接口單元，系統結構復雜，都屬關鍵設備。按照“載人和不載人不一樣”的設計原則🧑🏼‍🚒，以更加合理、完備的冗余容錯技術，力求消除單點故障，滿足載人航天項目的高可靠性與高安全性要求；多次到現場分析解決復雜的系統性技術問題，切實保證不帶任何疑點與隱患上天🦹🏼‍♂️。圓滿完成“神1”至“神6”的任務，獲國防科技一等獎。

4. 負責“長壽命星載電子系統抗輻射加固技術”等預先課題研究。以既能提高系統在軌壽命與可靠性，又能提升性能價格比以及顯著減少對國外進口器件的依賴為目標，取得多項研究成果，並迅速轉化為型號應用。獲國防科技獎多項，國家發明專利1項。

90年代以來的科研工作總體上講繁重又富有成效🔘。

回顧整個航天生涯🏋🏼，我一直堅守在科研崗位上，默默耕耘。歷史的機遇讓我成為少數從事過彈、箭、星、船多個領域空間計算機研製的航天人，其經歷可以說是豐富的。作為一個清華培養的航天科技工作者🚶‍♂️，這是我用實際行動為母校、為祖國交上的一份答卷。