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我军到国外学习技术 对方却守口如瓶

2017年04月28日08:33 | 来源:解放军报
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标题书法 张 继

不用轮子,让几十吨重的载客列车“悬浮”在轨道上行驶,这怎么可能呢?20世纪70年代末,当国防科技大学的常文森教授提出研制“磁浮列车”时,一些人对此嗤之以鼻,甚至说他是“痴人说梦”。当时,世界上最早开展此项研究的日本和德国,也还处于探索和实验阶段。我国普通百姓连“绿皮”轮轨火车都难得坐上一回呢。

这个“异想天开”的梦想自从在常文森心里“萌芽”,就始终有一种蓬勃的“生长”力量,驱使着他率领团队不断向前奔跑。1980年初,春寒料峭。在国防科技大学一间简陋的实验室里,常文森带着几个人,踏上了创新之路。他们要捣鼓的,是连他们自己心里也还没谱的新鲜“玩意儿”:是列车,却不用轮子;不是飞机,但能“贴地飞行”。有人给它取了个有诗意的名字——“零高度飞行器”。

“磁铁、线圈都是从废旧仓库中找出来的……”第一次做试验的场景,至今清晰地印在常教授脑海里。梦想一旦起航,犹如军人确定了战斗目标,什么也阻挡不住冲锋的脚步。探索让整个团队保持着创新的激情,经过集体攻关,常文森与同事终于制作出一个小型磁悬浮实验装置。

1985年春,常教授东渡日本,参加在筑波举行的国际科技博览会。在这里,他第一次见到了在头脑中无数遍想象过的磁浮列车。其实,这里展示的还只是一列试验样车,轨道仅300米长。

“先生,你想体验一下吗?”常文森点点头。“请在那边购票。”常文森一看,心里“咯噔”一下:500日元,这体验价真不便宜呀。他犹豫片刻,还是一咬牙掏钱购票上车,第一次体验了磁浮列车“贴地飞行”的感觉。感受着列车风驰电掣的飞驰,常文森更加坚定了跟上科技发展潮流的决心,他暗暗对自己说:“必须迎头赶上,否则,就会被甩在后边了。”

回国后,常教授提出加快研制国产磁浮列车的一些想法,学校领导当即同意给予科研基金支持,设立课题组开展研究。还有什么可说的呢?撸起袖子加油干吧。经过4年的紧张攻关,我国第一辆小型磁浮实验样车研制出来了,别看它外形上像个“大玩具”,80公斤重的磁浮实验样车却具备了悬浮、牵引等基本功能,能在小型轨道上平稳移动。

这一突破引起了国家有关部门的重视,磁浮列车研制被列入国家“八五”科技攻关计划。走过10年艰难探索历程之后,磁浮列车研制终于有了“名正言顺”的项目背景,创新步伐再次提速。1995年5月,我国第一台载人单转向架磁悬浮列车在国防科技大学诞生了。

试验那天,随着常文森一声令下,数吨重的列车从轨道上轻轻浮起,搭载着30个人的敞篷列车,悬浮在10米长的轨道上,平稳地向前“漂移”。试验获得圆满成功,该成果获得部委级科技进步一等奖,并入选“1995中国十大科技新闻”。

作为一种新型交通工具,磁浮列车能不能走出实验室?能否像轮轨列车一样载客运行?这些问题在很长一段时间里争议不断,备受质疑。有人甚至断言:磁浮列车就是一个“大玩具”。外界争论、质疑不断,常文森和团队却置若罔闻,干得热火朝天。在常教授看来,掌握属于自己的核心关键技术才是天大的道理。

磁浮列车利用电磁悬浮力抵消地球引力,让列车与轨道之间保持1厘米左右悬浮间隙稳定运行。1列6辆编组近200吨重的磁浮列车,在上下坡、拐弯或以不同速度运行时,负载时刻产生变化,乘客上、下车或在车内行走时,负载也不均衡。这就要求列车有良好的动态调节和自适应能力,否则,列车就跑不起来。常教授和团队成员清楚:让磁浮列车走出实验室,最重要的是,尽快突破悬浮导向控制技术,这是国外严密封锁的技术,除了自主创新,别无他路。常教授和团队集智攻关,另辟蹊径,创造性地研发出一种悬浮控制算法理论,一举解决了列车负载动态调节的难题。

“我们在每节列车底部设置了20个悬浮控制点,这就好比安装了20个看不见的‘轮子’,嵌入了悬浮控制算法软件的‘轮子’,具有负载动态调节能力,列车运行就相当平稳了。”常教授说。经过反复试验,他们研制的磁浮列车,动态调节与有效承载两项技术指标,均达到世界先进水平。

创新路上,难题总是相伴相随。一个难题解决了,另一个更大的难题就在前面等着,时刻考验着科研人员的韧劲和智慧。2001年,一束束期待的目光投向在试验线上运行的工程样车,没想到列车开始运行后,带动轨道一齐震动,开始是颠簸,后来甚至“趴了窝”,从此“车轨共振”现象像“幽灵”一样驱之不散。

这是国际磁浮交通界公认的世界性难题。美国就曾出现过刚建好的线路因车轨共振而无法运行的窘境。在攻关会上,有人提到,引进德国技术建造的上海浦东机场磁浮交通线,就是通过加大水泥梁单位长度质量、加固改造轨道的方法来解决这一问题的,是否可以参照?可这样一来,造价会高出很多。

“国产磁浮必须标本兼治,既要解决问题,又不能增加成本。”常教授的话掷地有声。为寻找车轨共振产生的原因和解决办法,团队派人到国外振动控制实验室学习深造。然而,对方却对相关原理守口如瓶。外方的技术封锁更激发了中国军人自主创新的志气和勇气,求人不如求自己,一场新的攻关战斗随即打响。

一天,周丹峰博士的鼻炎犯了,他想快点好起来以免影响攻关进程,就擅自加大了服药剂量,鼻炎是很快治好了,医生却提醒他这样会对身体产生副作用。周博士马上想到:解决车轨共振难题也得来一剂“猛药”,但既要有好的疗效,又不能伤了身体的“元气”。他提出对悬浮控制系统来一次彻底的“大手术”。

常文森教授听了周博士的想法后,觉得有几分道理。他们打破“头疼医头、脚疼医脚”的惯性思维,运用系统工程理念,对悬浮控制系统及算法进行全面“解剖”,先切除“病灶”,然后加入抑制振动算法慢慢“调理”,彻底消除磁浮列车身上的“细菌”。

如此这般,“手术”加“调理”的效果产生了。经过反复试验和优化,“车轨共振”这个“幽灵”,就像遇到了“真神”一样,消失得无影无踪了。常教授和团队又拿下磁浮列车实现载客运行的关键一役。

这只是万里长征走完了第一步。大家甚至没有好好休整就投入了下一场“战役”。团队技术负责人龙志强教授将目光投向了接下来的课题:国产磁浮列车实现载客运行!路漫漫其修远兮,吾将上下求索。之后的18年间,团队与北京控股集团等携手,联合国内航空、铁路、交通等相关领域优势单位,先后在长沙和唐山建成两条中低速磁浮列车试验线,解决了列车轻量化、轨道梁优化等一系列工程化难题,共获得授权专利36项,其中发明专利18项,实现了所有装备国产化。

国防科技大学磁浮交通技术达到国际先进水平,成为了一支响当当的“国家队”。他们还将突破掌握的悬浮控制、直线电机及其控制等技术拓展到军事领域,在悬浮挂风洞、无人机电磁弹射及磁浮火箭撬等方面获得成功应用,探索出了一条协同创新、军地双赢的融合发展之路。

2010年3月,“中低速磁浮交通技术及工程化应用研究”通过专家评审验收,磁浮列车、轨道及相关装备完全达到了运营线要求。

万事俱备,东方风来。2013年9月16日,北京市决定采用该校中低速磁浮交通技术,建设西起门头沟石门营站、东至石景山区苹果园站的首都第一条10公里的磁浮交通运营示范线,国产磁浮交通应用从此迎来曙光。

2014年5月,湖南省后来居上,决定修建长沙黄花机场至长沙火车南站的长沙磁浮快线。国防科技大学主动请缨,该校磁浮工程技术中心主任李晓龙副教授率领一支年轻的技术团队,全力投入到列车悬浮控制系统研制、调试任务中。仅用4个多月时间,高标准、高质量完成了悬浮系统的静态调试和全线动态运行,创造了长沙磁浮快线建设的“科大速度”。

2016年5月6日,全长18.55公里的长沙磁浮快线正式投入运行,成为我国首条拥有完全自主知识产权的中低速磁浮交通运营线,成为湖南的“中国智造”新名片。

正式通车的那天,当看到一列列国产磁浮列车来回奔驰时,常文森教授激动不已,曾经的梦想已经变成了眼前的现实,怎能不让人心潮激荡。目睹列车风驰电掣地驶向远方,常文森的心也仿佛随之驶向北京、驶向全国。正在建设的北京磁浮交通运营示范线有望今年内建成通车。可以预见,未来我国将有更多城市和地区拥有自己的磁浮交通运营线。科技创新已经为梦想插上了飞翔的翅膀,在这名军人的心中,一幅更加美好的蓝图正在铺展、延伸!(王握文)

(责编:王璐(实习生)、闫嘉琪)

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