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让小陀螺经纬大海天

国防科学技术大学激光陀螺技术创新团队先进事迹纪实

2014年06月23日10:50    来源:人民网-军事频道    手机看新闻

这是一场未来战争的场景:交战双方正在进行激烈战斗,突然,空天导航卫星被摧毁,信号随之中断。然而,战场并没有沉寂,部分高新武器火力依然按照计划击中既定目标。这精确打击的背后,离不开自主导航系统一个叫做“激光陀螺”的核心器件。为让激光陀螺起舞,在湘江之畔有这样一群人,他们用43年的矢志坚守和披肝沥胆,让我国的激光陀螺从无到有、从弱到强,绽射出耀眼的强军之光。

他们,就是国防科大激光陀螺技术创新团队。

坚守:聚焦强军志不移

1991年海湾战争中,美国的“战斧”巡航导弹大放异彩,令世人瞩目。而让“战斧”巡航导弹实现“千里点穴”功能的核心器件,就是激光陀螺。

激光陀螺,又叫环形激光器,它在加速度计的配合下可以感知物体在任意时刻的空间位置,被誉为武器平台定位导航系统的“心脏”。

时间追溯到1960年,美国率先研制出世界上第一台激光器后,马上开始激光陀螺的研制。由于激光陀螺与传统机械陀螺相比,启动快、动态精度高、抗干扰能力强,可用于航空、航天、航海等领域高精度惯性导航,因此世界各国纷纷跟进,在世界范围内引起一场导航技术的革命性变化。但是,由于涉及众多前沿技术和先进工艺,研发工作曾一度停滞,仅有美国等少数国家还在坚持。

60年代末,美国研制工作取得重大进展,并于70年代末期在战术飞机和战术导弹上试验成功,从而在世界范围内掀起新一轮激光陀螺的研制热潮。

时任国防科委副主任的钱学森,敏锐地捕捉到了激光陀螺巨大的潜在价值和广阔的应用前景。1971年,在他的指导下,学校成立了激光教研室,开始了艰难的探索之路。

当初,我国有十多家单位开展这项研究,最后绝大多数都因基础工艺过不了关而先后放弃。

“正因为这样,我们才更要坚持下去。如果我们不干,就可能给国家留下空白!”中国工程院院士、时任团队负责人的高伯龙掷地有声地说。

刚刚研制激光陀螺时,高伯龙和他的同事连制作激光器用什么材料也不知道。一次,他听说大理石膨胀率较低,可以选用。为节省开支,高院士就推着平板车到长沙火车站工地去捡废料,一次又一次,风雨无阻。

一天,当高院士拖着疲惫的身躯回到家中,脚肿得连袜子都脱不下来。他的老伴心疼得泪水在眼眶里打转:“都这么大年纪了,何苦?”他淡然一笑:“我们起步已经晚了,如果现在再不抓紧,什么时候能撵上?总不能把自己的命脉掌握在别人手上!”

高伯龙患有哮喘病,胆囊和心脏也有问题,常年靠超剂量服用药物控制。有一年,组织上送他进京治疗,他嘱咐大家:“我这一去不知会怎样,但你们一定要坚持搞下去,给国家有个交代。”

核心关键技术买不来!为了打破国外垄断,让中国的激光陀螺绽放光彩,整个团队卯足了劲。

一年三百六十日,多是挥戈马上行!经过无数个不眠之夜的艰苦鏖战、无数次攻坚克难的顽强拼搏,1994年11月8日,我国第一台激光陀螺工程化样机在国防科技大学诞生,向全世界宣告:继美俄法之后,我国成为世界上第四个能够独立研制激光陀螺的国家。

面对鲜花和掌声,他们没有陶醉。龙兴武教授毅然接过老师高伯龙手中的接力棒,带领团队向着更高更远的目标发起冲锋!

为使激光陀螺走出实验室,他们攻克了一个个技术难关,研制出一套套设备,填补了一项项国家空白,完成了激光陀螺迈向工程化的华丽转身。面对激光陀螺实现产业化的要求,他们又主动与北京、天津、长沙等单位建立了合作生产线。

别人都说,你们真是太傻了,自己研究的成果交给别人使用。该院秦院长却说:“面对国家利益,其他都是浮云。让成果最大限度转化为战斗力,是我们最大的心愿。”

曾有人这样问过:“群雄逐‘螺’,为何你们能笑到最后?”他们自豪地回答:“强军兴国是我们事业的永远‘轴向’,只有像陀螺一样‘轴向’永远不偏的团队,才能造出最好的激光陀螺!”

攀登:矢志高原登高峰

“活着干,死了算!”是团队成员常常挂在嘴边的一句话,也是他们不懈攻关的真实写照。

被誉为茫茫海天“定位神器”的激光陀螺,自问世以来,一直是世界各国国防科技竞争的制高点。从1971年钱学森将仅写有激光陀螺简单原理的两张小纸条交给学校的那一刻起,激光陀螺技术创新团队就注定要付出更多的艰辛和努力。

要在高原上登高峰,谈何容易?面对大量空白,团队从零开始,研制初期进展十分缓慢。高伯龙引领团队后,根据当时国家基础工业十分薄弱的实际状况,另辟蹊径,提出了全新的技术路线,整理撰写了《环形激光讲义》,成为我国该领域的奠基之作,为后来发展指明了方向,提供了基本依据。

在研制工程化样机时,最大的拦路虎就是被称为“关键技术之首”的镀膜。为了突破工艺技术这道难关,他不得不放弃多年钟爱的理论研究,转向专攻基础工艺,向膜系设计这一难关发起了冲锋。没有薄膜光学方面的资料可以借鉴,他们就从最基础的理论出发,开始了具体膜系的计算和分析。当时国内计算机还不是很普及,没有现成的软件可用,他们就自学程序设计语言,自己动手编程,完成了膜系设计。

那时,我国的工艺水平比较落后,由于国外技术封锁,国内市场上没有能满足科研需要的镀膜机。为此,他们买来普通镀膜机进行技术改造。根据激光陀螺对膜片的特殊要求,对镀膜过程进行了深入研究,凭借扎实的理论功底和高超的设计技巧研制出当时全国最先进的镀膜控制系统。

为了检验镀膜的效果,高院士决心依靠自己的力量研制高精度的膜片性能测量设备。当时国内外流行的设备精度普遍不高,高伯龙经过仔细研究,想出了一个全新的测量方法,成功研制出高精度的反射率透射率测量仪。该仪器的发明,为团队提供了一双“火眼金睛”,大大提高了镀膜工作效率。

在团队中,无论是两鬓斑白的老教授还是归国不久的年轻博士,既是理论研究领域的“白领专家”,又是工程一线操作的“蓝领工人”。

超精密的光学加工也是激光陀螺研制的一个重要技术难题。手工抛光的玻璃表面质量具有很大的不确定性——个别质量相当好,而大多数都成废品。无数次失败,让团队成员备受折磨。“从头再来!”金世龙教授斩钉截铁地说。他舍弃了原本从事的光学理论研究,来到加工生产一线,从最普通的工艺入手,拜工人为师,潜心一线加工。每次攻关都是严峻的挑战,每次突破都是巨大的跨越!经过1000多个日日夜夜,他们攻克了一系列工艺难题,终于掌握了具有完全知识产权的腔镜光学加工技术。

科学是一座无形的山峰,攀登需要付出智慧和汗水。在激光陀螺技术创新团队攻关的征程中,留下了多少顽强拼搏的足迹和身影。

小型化、高精度是世界各国激光陀螺研制追求的方向。为了解决这个问题,罗教授把近5年所有生产的陀螺测试数据都打印出来,打印的数据纸摞成3摞儿还有1人多高,一次有个同事找他只听到他声音却找不到人。那段时间,他整天扎在数据纸堆里,对数据一一进行分析整理、仔细对比,一干就是9个月,终于找到了规律,缩小了尺寸,提高了精度。

经过43年发展,团队已成为我国激光陀螺研究领域的国家队和主力军,成功研制出多种型号的激光陀螺,多项技术达到国际一流水平,创造了我国在该领域的多个第一:

第一台高精度反射率透射率测试仪;

第一个激光陀螺实验室样机、工程化样机;

第一个实现激光陀螺产业化生产;

第一家具有独立知识产权并能全闭环研制生产激光陀螺的单位……

创新永无止境!进入新世纪,他们又将目光瞄准了新一代陀螺,展现在他们面前的将是科研事业的又一个春天。

奉献:只为华光耀寰宇

“非淡泊无以明志,非宁静无以致远”。在激光陀螺团队的会议室,挂着这样一幅书法作品。

从白手起家、艰辛探索,到如今勇立潮头、抢占前沿,记者在采访中深深体会到,这一系列奇迹的背后,饱含着陀螺人的默默付出。

创业之初,条件十分艰苦,高院士说:“虽然我们没钱,但不能缺志气。”没有场地,他们就将一间废旧的食堂改造成实验室,因为科研需要还要封闭起来。为让有限的经费用在刀刃上,实验室里没有安装空调。一到夏天,就变成了大闷罐,大家在里面挥汗如雨,通宵达旦地干。到了冬天,实验室就成了大冰窖,阴冷潮湿,很多人手脚长满了冻疮。

看到他们这样,一些地方单位出高薪聘请,但为了让自己的陀螺绽出异彩,都被他们婉拒,始终心无旁鹜干事业,一心一意搞科研。1994年工程化样机通过国家鉴定的那天晚上,高伯龙和他的同事难得轻松的从实验室回家。走在校园宁静的路上,他突然发现路边多了一栋新楼,不解的问“这里什么时候多了栋新楼?”同事哈哈大笑起来:“你才发现啊?这栋楼一年前就盖起来了。”

科学研究容不得半点瑕疵。一次,高院士所带的博士小韩申请一个10万元的校预研计划项目。虽然相对于平时他和导师所从事的百万、千万科研项目来说微不足道,但小韩还是加班加点,花了整整一周时间,提交了一份自己比较满意的申请报告。当时,高院士恰值身体不好。小韩以为导师不会仔细审核了。没有想到,当申请书递给高院士时,他在病床上连续看了4个小时,从标点符号到技术细节,仔仔细细地改了又改,12页的申请报告到处飘红。而这一年,高院士已经83岁高龄了。

采访中,一位专家所讲的一个故事给记者留下了难忘的回忆:

2008年初,还有一周时间就到了传统的新春佳节。那年的冬天格外冷。为了完成车载试验,他们下午抱着设备从长沙出发,直奔南岳衡山。受冰灾的影响,200多公里路程,足足开了6个多小时,到达山脚下已是半夜。刚一下车,刺骨湿冷的狂风冻雨竟将张博士的帽子卷飞出几十米!就这样,大家手拉着手,顶风冒雨爬到山顶祝融峰上开始实验。

直到凌晨2点完成实验后,他们在山上找到一家宾馆抓紧整理数据,突然一阵急促的敲门声响起。于博士开门一看,几名保安站在门外——原来,宾馆服务员见他们深夜抱着箱子抬着柜子,进进出出、神情兴奋,误把他们当成了窃贼。

整理完数据后,为测量海拔和纬度对实验系统的影响,他们又马不停蹄连夜下山转战广州!途中,由于雾气太大,能见度只有几米,他们依然冒险继续赶路。

记者还了解到,谢元平副教授为了不影响实验进度,强忍着颈椎错位带来的疼痛,冒着高位截瘫的危险,戴着颈托钻进狭窄的试验空间,一干就是2天2夜,直到实验结束才被人扶出来。

由于保密需要,团队成员的学术论文不能公开发表;由于攻关进程紧张,他们分不出精力准备报奖材料,43年来只报了3次奖,两次获得国家科技进步二等奖,由于没有论文和获奖成果的支撑,很多专家做了无名英雄。

“43年来,激光陀螺技术创新团队忠诚使命、勇攀高峰、团结奋进、甘于奉献,创造了辉煌的业绩,为强军兴军作出了突出贡献。这种精神既是团队传承下来的宝贵财富,更是全院官兵牢记强军目标、献身强军实践的不竭动力。”该院政委姚炳洪说。

无声的坚守、无畏的攀登、无悔的付出,国防科大激光陀螺人用超凡定力在方寸陀螺中经纬海天,以赤诚之心映红军旗。 

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(责编:何天天(实习生)、闫嘉琪)


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