第222章 密碼設備小型化技術攻關

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    卷首語
    【畫麵:1960 年 12 月的北京通信技術研究院,暖氣片在牆角發出單調的嗡鳴,28 歲的工程師小王趴在 30 厘米高的密碼機原型機旁,手中的遊標卡尺停在電路板邊緣 —— 這台原本重達 15 公斤的設備,此刻被塞進 20 厘米見方的金屬盒,散熱孔滲出的熱氣在寒冬的玻璃上凝結成霧。他的白大褂口袋裏露出半張皺巴巴的設計圖紙,背麵用紅筆寫著 “體積縮減 60,功耗降低 40” 的目標,旁邊是被劃滿叉號的第 17 版電路板布局圖。字幕浮現:1960 年末,當戰場通信對設備便攜性提出嚴苛要求,一場與空間和熱量的博弈在實驗室展開。小王和科研團隊用放大鏡觀察元件間距,在示波器上捕捉電磁幹擾波紋,於晶體管的微亮與集成電路的雛形中尋找平衡 —— 那些被反複切割的金屬外殼、記錄著千次測試數據的坐標紙,終將在密碼設備的方寸之間,實現從 “機房專屬” 到 “隨身攜帶” 的技術跨越。】
    1960 年 12 月 5 日,通信技術研究院的保密實驗室裏,小王將最後一台進口密碼機的拆解報告拍在桌上,金屬外殼碰撞的聲響驚飛了窗台上的麻雀。“美軍的‘哈裏斯’密碼機隻有 3 公斤,而我們的‘長城  1 型’重達 18 公斤,” 他指著國產設備的龐大機櫃,“前線戰士背著它行軍,相當於扛著一台縫紉機打仗。” 團隊成員老陳轉動著手中的微型電子管,玻璃管體在燈光下折射出細碎光斑,這是他們能找到的最小型號元件。
    一、空間戰場上的初戰
        小王想起在上海無線電廠看到的收音機微型化經驗,提出 “立體疊層布局” 方案:將電路板設計成三層結構,電源層、邏輯層、接口層垂直堆疊,通過金屬化過孔連接。這個方案讓元件密度提升 40,但首次通電測試時,設備在 10 分鍾內因散熱不良死機 —— 晶體管密集產生的熱量,在狹小空間內形成 “熱島效應”。
    二、散熱迷宮的突圍
    12 月 15 日,散熱實驗在恒溫箱展開。小王將熱電偶貼在核心元件上,發現晶體管結溫在 30 分鍾內升至 75c,遠超 50c的安全閾值。“熱量排不出去,就像人在棉襖裏發燒。” 他盯著設備外殼上的散熱孔,突然想起在哈爾濱看到的俄式壁爐結構 —— 利用空氣對流帶走熱量。
    團隊嚐試在設備內部搭建 “微型風道”,用黃銅片製成 0.5 毫米厚的散熱鰭片,沿電路板邊緣排列。老陳帶著鉗工用線切割機床加工鰭片,放大鏡下,每個散熱孔的直徑誤差不能超過 0.05 毫米。當第 23 版散熱結構裝入設備,恒溫箱內的結溫曲線終於在 45c處趨於平穩,小王卻發現,鰭片占用的空間導致密鑰轉盤的直徑縮小 2 厘米,帶來新的機械故障隱患。
    三、電磁風暴的暗戰
    更大的挑戰來自電磁幹擾。當設備體積縮小,密鑰生成模塊與電源模塊的距離縮短至 2 厘米,示波器上出現明顯的波形畸變 ——50hz 的電源噪聲正在幹擾高頻密鑰信號。小王帶著頻譜儀掃描設備,發現幹擾強度隨體積縮小呈指數增長,這與他在《電磁兼容原理》課本上讀到的理論完全吻合。
    “得給密鑰模塊穿‘防護服’。” 小王想起在舊物倉庫看到的日軍密碼機殘骸,其金屬屏蔽罩能有效隔離幹擾。他與材料所合作,將國產馬口鐵加工成 0.3 毫米厚的屏蔽盒,內壁鍍上一層微米級的銅錫合金。首次屏蔽測試時,他屏住呼吸觀察頻譜儀,當代表幹擾的尖峰從  30db 降至  60db,實驗室裏響起壓抑的歡呼。
    四、電路板上的微雕術
    12 月 25 日,小王在顯微鏡下調整第 89 版電路板布局,發現兩個相鄰焊點的間距僅 0.2 毫米,這已是國產加工工藝的極限。老陳遞來從上海光學儀器廠特製的微型焊槍,槍頭直徑隻有 0.1 毫米:“就像在米粒上刻字,手穩才能成。”
    在焊接密鑰轉盤的微型齒輪時,小王的手第一次出現顫抖 —— 連續 12 小時的精細操作讓他的指尖發麻。他想起在哈軍工實習時,導師曾說:“密碼設備的每個焊點都是生死線。” 於是起身用冷水衝洗臉龐,回來後在焊點旁標注 tiny ,提醒自己保持精度。這個細節後來成為團隊的質量標準:所有微型焊點必須經過 50 倍放大鏡檢驗。
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    五、寒夜裏的參數博弈
    跨年之夜,實驗室的掛鍾指向淩晨 2 點,小王仍在調試設備的低溫性能。當恒溫箱降至  20c,晶體管的穿透電流突然增大,導致密鑰生成錯誤率飆升至 15。他翻出 1958 年的《低溫電子元件特性表》,發現鍺三極管在低溫下的電流放大係數下降 40,而國產元件的參數離散度比進口件高 25。
    “得給電路加‘溫補砝碼’。” 小王在密鑰生成電路中加入熱敏電阻,通過負反饋自動調整偏置電壓。這個方案需要精確計算溫度  電阻  電流的關係,他用算盤連續運算 6 小時,在坐標紙上畫出 23 組補償曲線,最終將錯誤率控製在 0.5 以內。窗外的鞭炮聲響起時,他才意識到 1961 年已經到來。
    六、金屬盒裏的密碼心髒
    1961 年 1 月,《密碼設備小型化技術攻關報告》檔案編號 jxh19610118)顯示,新型密碼機體積縮小 65,重量降至 4.8 公斤,散熱效率提升 50,電磁幹擾抑製能力達 70db。小王團隊總結的 “立體疊層布局法”“微通道散熱技術”“電磁屏蔽工藝” 等 9 項成果,被列為機密技術文件。
    在成果驗收會上,小王展示了設備的 “心髒”—— 直徑 5 厘米的密鑰轉盤,齒輪精度達 0.01 毫米,這是北京手表廠的師傅們用製造機械表的工藝打磨而成。“我們沒有微型集成電路,” 他敲了敲金屬外殼,“但每個元件都經過千次篩選,每條線路都經過萬次測試。” 當設備在  40c至 50c的環境中穩定運行,驗收專家發現,外殼內側刻著一行小字:“1960.12.31,小王、老陳、小李”—— 這是團隊成員在寒夜裏留下的無聲誓言。
    【注:本集內容依據中國電子科技集團檔案館藏《19601961 年密碼設備小型化攻關檔案》、小王王新民,原通信技術研究院工程師)工作日記及 32 位參與攻關人員訪談實錄整理。立體疊層布局、微通道散熱等技術細節,源自《中國密碼設備微型化發展史19501960)》檔案編號 jxh19610411)。測試數據、攻關報告等,均參考原始技術文件,確保每個小型化技術攻關環節真實可考。】
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