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这可能是未来战争中的一个场景:交战双方正在激战,突然,空天导航卫星被摧毁,信号随之中断。但战场并没有沉寂,部分高新武器依然按照计划击中既定目标。
这种精确打击技术的背后,离不开自主导航系统一个叫做“激光陀螺”的核心器件。国防科技大学激光陀螺技术创新团队为此已经奋战了43年,他们使我国的激光陀螺从无到有、从弱到强,为我军“能打仗、打胜仗”奠定了坚实的技术基础。
坚守
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”。
美国人于1960年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。上世纪70年代末期,相关技术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,国防科技大学成立激光教研室,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、团队负责人高伯龙掷地有声地说。
刚刚开始研制激光陀螺时,高伯龙和他的同事连制作激光器用什么材料都不知道。一次,他听说大理石膨胀率较低,可以选用。为节省开支,他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。
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,组织上送他去北京治疗,临走时他嘱咐大家:“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。”
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,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。
攀登
团队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,高伯龙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,他们就自己动手编程,完成了膜系设计。
为了检验镀膜的效果,高伯龙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,他们都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,但大多数都成废品。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。经过1000多个日夜,他们攻克了一系列工艺难题,掌握了具有完全知识产权的腔镜光学加工技术。
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,他们成功研制出几大系列、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:研制出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;是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。
奉献
“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。
创业之初,条件十分艰苦,没有场地,他们就将一个旧食堂改造成实验室,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。
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地从实验室回家。走在校园宁静的路上,他突然发现路边多了一栋新楼,不解地问:“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。”
2008年年初,还有一周就过年了,团队为了完成车载试验,带着设备从长沙出发,直奔南岳衡山。受冰灾影响,200多公里路程开了6个多小时,到达山脚下已是夜里。大家顶风冒雨爬到山顶祝融峰上开始实验。
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,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,误把他们当成了小偷。
由于保密需要,团队成员的学术论文不能公开发表,没有论文和获奖成果的支撑,很多专家做了无名英雄,但他们说:“相比国家利益,其他都是浮云。让成果最大限度转化为战斗力,才是我们最大的心愿。”