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1960年是中国航天事业迅猛发展的一年。五院在北京南苑、永定路和云岗开始进行大规模基本建设，从全国名牌大学优选了4000名大学毕业生来五院从事科研工作；从部队选调了大批优秀军政干部从事政治工作和管理工作；从抗美援朝转业的士兵中优选了一大批人员到工厂当工人。这批同志后来都成为了航天事业的骨干。
那时老五院各分院的科研办公大楼每晚都灯火通明，同志们都自动来加班或学习，直到深夜——当时有个口号叫“生在永定路，死在八宝山”，而且政委、指导员来到办公室的主要任务之一，就是说服动员大家早些回家休息，不要干得太晚，但是往往赶也赶不回去。
可以说，五院是平地起家，一下子增加了那么多人，而房屋一时盖不起来，同志们就住帐篷、睡地铺。没有地方办公，就在南苑机场的大机库里工作。夏天机库里又闷又热，工作人员一边挥汗如雨，一边用手摇计算机和计算尺进行分析和设计。那时，正赶上三年自然灾害，大家吃不饱，都浮肿了。聂荣臻元帅命令各大军区支援少量黄羊、大豆，这就是最好的营养品了。航天事业就是在这样极其艰苦的条件下，开始了自行设计的艰难历程。肚子都吃不饱的中国航天人，创造了“用算盘算出导弹”的奇迹。
“1059”仿制成功以后，聂荣臻元帅曾对航天人说过，不要只停留在仿制的阶段，要转入自行设计和研制阶段。他提出了“三步棋”的指导思想，“预先研究、当前研制、批量生产”。即一个型号在批量生产，另一个型号则在研制，第三步要进行预先研究。这一指示，对以后的工作具有根本性的指导意义。
1960年，我国第一代航天人以“初生牛犊不怕虎”的劲头开始自行设计我国第一个中近程地地导弹，射程约是“1059”的一倍。设计是各系统自己分别搞的，因为当时有“1059”的样子，所以基本上还没有脱离苏联的框框。中近程地地导弹的研制进展很快，经过全体人员的努力奋战，大约经过一年多的时间就研制出来了。
1962年初，中近程地地导弹完成总装测试，要运到基地去，准备在3月份试射。梁思礼全程参与了自行设计的过程，到基地试射前，他信心十足。而且，当时梁思礼的第三个孩子即将出生，他便和妻子约定，如果生男孩就取名梁凯，生女孩就取名梁旋——梁思礼准备“凯旋”了。大家从感情上对这枚导弹非常珍爱，觉得就像是自己的第一个孩子，是要嫁出去的第一个大姑娘。导弹是用专列运输的，整整用了5天5夜，路上走一段就检查一次产品车，生怕出什么问题。
到了发射阵地以后，虽然大家表面上很有信心，但心里又好像不太有底。导弹运到发射阵地，把它立在了发射架上，当时风很大，导弹出现了抖动，不知道是什么原因。于是，大家一边在现场测试，一边在北京12所做实验。梁思礼在基地不断地和在京的黄纬禄所长通电话，让他们在所里做模拟实验。电话连续不断地打了几个小时，梁思礼一边打电话，一边抽着烟。事后，同事们从电话话筒里磕出了一大堆烟灰，可见当时梁思礼工作的紧张程度。
在发射阵地测试后，大家都要撤离现场。当时是试射第一发，聂荣臻元帅也在现场，他和其他同志都撤到导弹后方几公里远的敖包山的山坡上。梁思礼和五院的另一个室主任陈德仁想看看导弹飞起来弹道转弯的情况，于是他们两人就坐上吉普车，到导弹侧面一二公里的地方进行观察。其实在当时导弹状态不明的情况下，这样做是很危险的。结果，导弹发射以后，像喝醉了酒似的摇摇晃晃，头部还冒着白烟，最后落在了发射阵地前300米的地方，由于里面的推进剂装得满满的，导弹落到地上炸起了一个蘑菇云，地面则被砸出了一个直径20多米的大坑。大家满怀期待地发射了自己历尽艰辛设计制造出的导弹，却又亲眼看着它坠落在地，这次失败使大家非常沮丧。
中近程地地导弹的第一次发射失败了。失败乃成功之母。梁思礼认为失败往往对一项事业、对一个人起的作用比成功还要大。正是因为失败后会做大量工作，分析失败原因，总结一些很好的经验，得到了很多启发，才使得坏事变成好事，大家才真正懂得应该怎样自行设计。
那时，还没有系统工程的概念，导弹和壳体设计是分开的，控制系统只管设计控制系统，各个部分本身没有问题，但由于没有整体考虑，就出现了耦合。大家总结出了几条重要的经验：首先，要重视总体和系统综合分析与设计，每个局部即使都符合要求，集成为总体后仍有可能出现问题。其次，重视加强地面试验工作，尽量把问题暴露在地面。三，重视预先研究工作，要有充分的技术储备。然后，从头再来。经过认真总结和吸取宝贵的经验教训，加强了系统方案设计力量和系统综合组的设计力量，重视并积极开展弹上和地面综合试验，同时又大力开展以“试验弹”为中心的方案和系统预研工作。用了两年时间，梁思礼和同事们搞了很多方案，做了很多实验，特别是大家开始懂得了现在所谓的系统工程。通过大量的实践，不断地总结经验，才形成了后来的系统工程概念。这也是第一代航天人集体智慧的结晶。
“东风2号”中近程地地核导弹所以，虽然这次发射失败了，梁思礼仍然为小女儿取名梁旋。他坚信，不久的将来，一定会胜利凯旋的。
根据总结出来的经验，梁思礼和同事们对导弹做了大量的改进工作。修改设计后的导弹又名“东风2号”，经过17项大型地面研制试验，105次发动机试车，终于在1964年6月29日，“东风2号”（中近程地地导弹）发射成功，以后又连续试验8发都取得成功，准备定型装备部队了。
1964年秋，周总理指示要求提高导弹射程，并使之适应山地使用。那时正赶上二炮刚刚成立，要为二炮找将来的阵地。1964年冬天，由张爱萍副总参谋长带着梁思礼和二炮一个参谋处长，到大山里去勘察导弹阵地，那儿都是连绵不断的大山。那时，正好是严冬，雪下得很大，深达膝盖。
中近程地地导弹是按照苏联的模式搞的，原有的控制系统是无线电横偏校正系统，导弹是在无线电两个波瓣中间飞行。因为有山，无线电波出现多路径效应，把波瓣图全扭曲了，信号发生畸变，严重影响横向精度，导弹就打不准了，不能满足实战要求。若瞄准目标A，雷达站就得在对准目标A的尾端另一边放置。如果换另一个目标方向，就得跑到另一头很远的地方。这样雷达就得搬来搬去，很不方便。而且四周全都是山，没有平地可以跑车辆。苏联的发射阵地都是在大平原上，移动起来不成问题，而在这样的山里，这种导弹是很不实用的。与此同时，12所还在陕西做山地试验。试验结果也表明，波瓣图发生扭曲变化，证明这种导弹不实用，也就是说，中近程地地导弹在我国的具体条件下不能用于装备部队。
恰好那时12所已经完成了位置捷联惯性制导方案的预先研究，并与13所预研成功的高精度陀螺组合成中近程地地导弹试验弹的全新控制系统。因为有了这些技术储备，大家就在很短的时间内彻底改进了中近程地地导弹的整个控制系统，取消无线电横偏校正系统。设计脱离了苏联模式，成为一个完全自行设计的纯惯性制导型号。这些导弹所采用的位置捷联全惯性制导系统，除个别元件精度要求较高外，大部分元件精度要求不高，但组成系统后精度高，这是根据中国当时的技术水平考虑的，是具有中国特色的全惯性制导系统。这个系统不仅彻底解决了山地问题，还能提高制导精度和防止干扰。发动机系统和弹体系统也进行了大量改进，提高了射程和整个武器系统的作战性能。因此，这个经过改进的中近程地地导弹就改名为“中近程地地导弹（改进型）”，是一个全新的型号。这种在当时具有国际先进水平的位置捷联补偿制导系统，为以后地地导弹型号“惯导化”开辟了道路。
1965年，梁思礼被任命为中近程导弹（改进型）的控制系统主任设计师，与同志们一起研制成功导弹全惯性制导系统，并先后参加和领导了13发导弹的飞行鉴定试验。
改进后的导弹无论在控制系统，还是在发动机和弹体结构等各个方面都进行了很大的改动，因此需要再进行一轮飞行试验。从1965年底到1966年初，共进行了8发导弹的飞行试验，其中7发成功，1发因电源故障失败，为其定型打下了基础，同时也为“两弹结合”试验提供了数据。