我軍到國外學習技術 對方卻守口如瓶

標題書法 張 繼
不用輪子,讓幾十噸重的載客列車“懸浮”在軌道上行駛,這怎麼可能呢?20世紀70年代末,當國防科技大學的常文森教授提出研制“磁浮列車”時,一些人對此嗤之以鼻,甚至說他是“痴人說夢”。當時,世界上最早開展此項研究的日本和德國,也還處於探索和實驗階段。我國普通百姓連“綠皮”輪軌火車都難得坐上一回呢。
這個“異想天開”的夢想自從在常文森心裡“萌芽”,就始終有一種蓬勃的“生長”力量,驅使著他率領團隊不斷向前奔跑。1980年初,春寒料峭。在國防科技大學一間簡陋的實驗室裡,常文森帶著幾個人,踏上了創新之路。他們要搗鼓的,是連他們自己心裡也還沒譜的新鮮“玩意兒”:是列車,卻不用輪子﹔不是飛機,但能“貼地飛行”。有人給它取了個有詩意的名字——“零高度飛行器”。
“磁鐵、線圈都是從廢舊倉庫中找出來的……”第一次做試驗的場景,至今清晰地印在常教授腦海裡。夢想一旦起航,猶如軍人確定了戰斗目標,什麼也阻擋不住沖鋒的腳步。探索讓整個團隊保持著創新的激情,經過集體攻關,常文森與同事終於制作出一個小型磁懸浮實驗裝置。
1985年春,常教授東渡日本,參加在筑波舉行的國際科技博覽會。在這裡,他第一次見到了在頭腦中無數遍想象過的磁浮列車。其實,這裡展示的還只是一列試驗樣車,軌道僅300米長。
“先生,你想體驗一下嗎?”常文森點點頭。“請在那邊購票。”常文森一看,心裡“咯噔”一下:500日元,這體驗價真不便宜呀。他猶豫片刻,還是一咬牙掏錢購票上車,第一次體驗了磁浮列車“貼地飛行”的感覺。感受著列車風馳電掣的飛馳,常文森更加堅定了跟上科技發展潮流的決心,他暗暗對自己說:“必須迎頭趕上,否則,就會被甩在后邊了。”
回國后,常教授提出加快研制國產磁浮列車的一些想法,學校領導當即同意給予科研基金支持,設立課題組開展研究。還有什麼可說的呢?擼起袖子加油干吧。經過4年的緊張攻關,我國第一輛小型磁浮實驗樣車研制出來了,別看它外形上像個“大玩具”,80公斤重的磁浮實驗樣車卻具備了懸浮、牽引等基本功能,能在小型軌道上平穩移動。
這一突破引起了國家有關部門的重視,磁浮列車研制被列入國家“八五”科技攻關計劃。走過10年艱難探索歷程之后,磁浮列車研制終於有了“名正言順”的項目背景,創新步伐再次提速。1995年5月,我國第一台載人單轉向架磁懸浮列車在國防科技大學誕生了。
試驗那天,隨著常文森一聲令下,數噸重的列車從軌道上輕輕浮起,搭載著30個人的敞篷列車,懸浮在10米長的軌道上,平穩地向前“漂移”。試驗獲得圓滿成功,該成果獲得部委級科技進步一等獎,並入選“1995中國十大科技新聞”。
作為一種新型交通工具,磁浮列車能不能走出實驗室?能否像輪軌列車一樣載客運行?這些問題在很長一段時間裡爭議不斷,備受質疑。有人甚至斷言:磁浮列車就是一個“大玩具”。外界爭論、質疑不斷,常文森和團隊卻置若罔聞,干得熱火朝天。在常教授看來,掌握屬於自己的核心關鍵技術才是天大的道理。
磁浮列車利用電磁懸浮力抵消地球引力,讓列車與軌道之間保持1厘米左右懸浮間隙穩定運行。1列6輛編組近200噸重的磁浮列車,在上下坡、拐彎或以不同速度運行時,負載時刻產生變化,乘客上、下車或在車內行走時,負載也不均衡。這就要求列車有良好的動態調節和自適應能力,否則,列車就跑不起來。常教授和團隊成員清楚:讓磁浮列車走出實驗室,最重要的是,盡快突破懸浮導向控制技術,這是國外嚴密封鎖的技術,除了自主創新,別無他路。常教授和團隊集智攻關,另辟蹊徑,創造性地研發出一種懸浮控制算法理論,一舉解決了列車負載動態調節的難題。
“我們在每節列車底部設置了20個懸浮控制點,這就好比安裝了20個看不見的‘輪子’,嵌入了懸浮控制算法軟件的‘輪子’,具有負載動態調節能力,列車運行就相當平穩了。”常教授說。經過反復試驗,他們研制的磁浮列車,動態調節與有效承載兩項技術指標,均達到世界先進水平。
創新路上,難題總是相伴相隨。一個難題解決了,另一個更大的難題就在前面等著,時刻考驗著科研人員的韌勁和智慧。2001年,一束束期待的目光投向在試驗線上運行的工程樣車,沒想到列車開始運行后,帶動軌道一齊震動,開始是顛簸,后來甚至“趴了窩”,從此“車軌共振”現象像“幽靈”一樣驅之不散。
這是國際磁浮交通界公認的世界性難題。美國就曾出現過剛建好的線路因車軌共振而無法運行的窘境。在攻關會上,有人提到,引進德國技術建造的上海浦東機場磁浮交通線,就是通過加大水泥梁單位長度質量、加固改造軌道的方法來解決這一問題的,是否可以參照?可這樣一來,造價會高出很多。
“國產磁浮必須標本兼治,既要解決問題,又不能增加成本。”常教授的話擲地有聲。為尋找車軌共振產生的原因和解決辦法,團隊派人到國外振動控制實驗室學習深造。然而,對方卻對相關原理守口如瓶。外方的技術封鎖更激發了中國軍人自主創新的志氣和勇氣,求人不如求自己,一場新的攻關戰斗隨即打響。
一天,周丹峰博士的鼻炎犯了,他想快點好起來以免影響攻關進程,就擅自加大了服藥劑量,鼻炎是很快治好了,醫生卻提醒他這樣會對身體產生副作用。周博士馬上想到:解決車軌共振難題也得來一劑“猛藥”,但既要有好的療效,又不能傷了身體的“元氣”。他提出對懸浮控制系統來一次徹底的“大手術”。
常文森教授聽了周博士的想法后,覺得有幾分道理。他們打破“頭疼醫頭、腳疼醫腳”的慣性思維,運用系統工程理念,對懸浮控制系統及算法進行全面“解剖”,先切除“病灶”,然后加入抑制振動算法慢慢“調理”,徹底消除磁浮列車身上的“細菌”。
如此這般,“手術”加“調理”的效果產生了。經過反復試驗和優化,“車軌共振”這個“幽靈”,就像遇到了“真神”一樣,消失得無影無蹤了。常教授和團隊又拿下磁浮列車實現載客運行的關鍵一役。
這只是萬裡長征走完了第一步。大家甚至沒有好好休整就投入了下一場“戰役”。團隊技術負責人龍志強教授將目光投向了接下來的課題:國產磁浮列車實現載客運行!路漫漫其修遠兮,吾將上下求索。之后的18年間,團隊與北京控股集團等攜手,聯合國內航空、鐵路、交通等相關領域優勢單位,先后在長沙和唐山建成兩條中低速磁浮列車試驗線,解決了列車輕量化、軌道梁優化等一系列工程化難題,共獲得授權專利36項,其中發明專利18項,實現了所有裝備國產化。
國防科技大學磁浮交通技術達到國際先進水平,成為了一支響當當的“國家隊”。他們還將突破掌握的懸浮控制、直線電機及其控制等技術拓展到軍事領域,在懸浮挂風洞、無人機電磁彈射及磁浮火箭撬等方面獲得成功應用,探索出了一條協同創新、軍地雙贏的融合發展之路。
2010年3月,“中低速磁浮交通技術及工程化應用研究”通過專家評審驗收,磁浮列車、軌道及相關裝備完全達到了運營線要求。
萬事俱備,東方風來。2013年9月16日,北京市決定採用該校中低速磁浮交通技術,建設西起門頭溝石門營站、東至石景山區蘋果園站的首都第一條10公裡的磁浮交通運營示范線,國產磁浮交通應用從此迎來曙光。
2014年5月,湖南省后來居上,決定修建長沙黃花機場至長沙火車南站的長沙磁浮快線。國防科技大學主動請纓,該校磁浮工程技術中心主任李曉龍副教授率領一支年輕的技術團隊,全力投入到列車懸浮控制系統研制、調試任務中。僅用4個多月時間,高標准、高質量完成了懸浮系統的靜態調試和全線動態運行,創造了長沙磁浮快線建設的“科大速度”。
2016年5月6日,全長18.55公裡的長沙磁浮快線正式投入運行,成為我國首條擁有完全自主知識產權的中低速磁浮交通運營線,成為湖南的“中國智造”新名片。
正式通車的那天,當看到一列列國產磁浮列車來回奔馳時,常文森教授激動不已,曾經的夢想已經變成了眼前的現實,怎能不讓人心潮激蕩。目睹列車風馳電掣地駛向遠方,常文森的心也仿佛隨之駛向北京、駛向全國。正在建設的北京磁浮交通運營示范線有望今年內建成通車。可以預見,未來我國將有更多城市和地區擁有自己的磁浮交通運營線。科技創新已經為夢想插上了飛翔的翅膀,在這名軍人的心中,一幅更加美好的藍圖正在鋪展、延伸!(王握文)
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