這是一個未來戰(zhàn)爭的場景:交戰(zhàn)雙方正在進行激烈戰(zhàn)斗,突然,空天導(dǎo)航衛(wèi)星被摧毀,信號隨之中斷。然而,戰(zhàn)場并沒有沉寂,部分高新武器火力依然按照計劃擊中既定目標。 這精確打擊的背后,離不開自主導(dǎo)航系統(tǒng)中一個叫作“激光陀螺”的核心器件。 為了讓激光陀螺“起舞”,在湘江之畔有這樣一群人,他們用43年的矢志堅守和披肝瀝膽,讓我國的激光陀螺從無到有、從弱到強,綻放出耀眼的強軍之光。 他們,就是國防科大激光陀螺技術(shù)創(chuàng)新團隊。 激光陀螺是什么?1991年,海灣戰(zhàn)爭中,美國的“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈大放異彩,令世人矚目。而讓“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈實現(xiàn)“千里點穴”功能的核心器件,就是激光陀螺。被譽為茫茫海天“定位神器”的激光陀螺,自問世以來一直是世界各國國防科技競爭的制高點。 時間追溯到1960年,美國率先研制出世界上第一臺激光器后,馬上開始激光陀螺的研制。由于激光陀螺與傳統(tǒng)機械陀螺相比,啟動快、動態(tài)精度高、抗干擾能力強,可用于航空、航天、航海等領(lǐng)域的高精度慣性導(dǎo)航,因此世界各國紛紛跟進,在世界范圍內(nèi)引起一場導(dǎo)航技術(shù)的革命。但是,由于涉及眾多前沿技術(shù)和先進工藝,我國研發(fā)工作曾一度停滯,僅有美國等少數(shù)國家還在堅持。
60年代末,美國研制工作取得重大進展,并于70年代末期在戰(zhàn)術(shù)飛機和戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈上試驗成功,從而在世界范圍內(nèi)掀起新一輪激光陀螺的研制熱潮。 時任國防科委副主任錢學(xué)森,敏銳地捕捉到激光陀螺巨大的潛在價值和廣闊的應(yīng)用前景。1971年,在他的指導(dǎo)下,國防科大成立激光教研室,開始了艱難的探索之路。 當初,我國也有10多家單位開展這項研究,最后絕大多數(shù)都因基礎(chǔ)工藝過不了關(guān)而放棄。 “正因為這樣,我們才更要堅持下去。如果我們不干,就可能給國家留下空白!”中國工程院院士、時任團隊負責人高伯龍說。 剛開始研制激光陀螺時,高伯龍和他的同事連制作激光器用什么材料都不知道。一次,他聽說大理石膨脹率較低,可以選用。為節(jié)省開支,高伯龍就推著平板車到長沙火車站工地去撿廢料,一次又一次,風(fēng)雨無阻。
一天,當高伯龍拖著疲憊的身軀回到家中,腳腫得連襪子都脫不下來。他的老伴兒心疼地說:“都這么大年紀了,何苦?”他淡然一笑:“我們起步已經(jīng)晚了,如果現(xiàn)在再不抓緊,什么時候能趕上?總不能把自己的命脈掌握在別人手上!”
高伯龍患有哮喘病,膽囊和心臟也有問題,常年靠超劑量服用藥物控制。有一年,組織上送他進京治療,他囑咐大家:“我這一去不知會怎樣,但你們一定要堅持搞下去,給國家有個交代。” 核心關(guān)鍵技術(shù)買不來!為了打破國外壟斷,讓中國的激光陀螺綻放光彩,整個團隊鉚足了勁。經(jīng)過無數(shù)個不眠之夜的鏖戰(zhàn),1994年11月8日,我國第一臺激光陀螺工程化樣機在國防科大誕生,向全世界宣告:繼美俄法之后,我國成為世界上第四個能夠獨立研制激光陀螺的國家。
面對鮮花和掌聲,他們沒有陶醉。龍興武教授毅然接過老師高伯龍手中的接力棒,帶領(lǐng)團隊向著更高更遠的目標發(fā)起沖鋒。為使激光陀螺走出實驗室,他們攻克了一個個技術(shù)難關(guān)、研制出一套套設(shè)備、填補了一項項國家空白,完成了激光陀螺邁向工程化的華麗轉(zhuǎn)身。經(jīng)過43年的發(fā)展,團隊已成為我國激光陀螺研究領(lǐng)域的國家隊和主力軍,成功研制出多種型號的激光陀螺,多項技術(shù)達到國際一流水平,創(chuàng)造了我國在該領(lǐng)域的多個第一。
面對大量空白,團隊從零開始,研制初期進展十分緩慢。高伯龍引領(lǐng)團隊另辟蹊徑,提出了全新的技術(shù)路線,整理撰寫了《環(huán)形激光講義》,成為我國該領(lǐng)域的奠基之作,為后來發(fā)展指明了方向,提供了基本依據(jù)。
激光陀螺是一項高精尖科技,一個幾十克的陀螺,卻集中了光學(xué)、材料學(xué)、化學(xué)、電子學(xué)等五大領(lǐng)域數(shù)百項技術(shù),這既需要理論的攻關(guān),又需要技術(shù)的攻關(guān)。因此,團隊中無論是兩鬢斑白的老教授,還是歸國不久的年輕博士,既是理論研究領(lǐng)域的“白領(lǐng)專家”,又是工程一線操作的“藍領(lǐng)工人”。在研制工程化樣機時,最大的“攔路虎”是被稱為“關(guān)鍵技術(shù)之首”的鍍膜。當年,由于我國工藝水平落后,最難的時候一年只能鍍幾個陀螺,突破不了這道難關(guān),就無法實現(xiàn)大規(guī)模裝備生產(chǎn)。為了突破工藝技術(shù)這道難關(guān),高伯龍等人不得不放棄多年鐘愛的理論研究,轉(zhuǎn)向?qū)9セA(chǔ)工藝,向膜系設(shè)計這一難關(guān)發(fā)起沖鋒。當時國內(nèi)計算機還未普及,沒有現(xiàn)成的軟件可用,他們就自學(xué)程序設(shè)計語言,自己動手編程,完成了膜系設(shè)計。
超精密光學(xué)加工是激光陀螺研制的又一個“攔路虎”。在激光陀螺的研制過程中,超光滑表面腔鏡的制備困難重重,美國花了很多年才將這一問題解決,而且一直作為核心技術(shù)秘密限制傳播。在我國,先后有10余家研究單位卡在了超精加工工藝上,紛紛選擇了放棄。
“從頭再來!”金世龍教授斬釘截鐵地說。他舍棄了原本從事的光學(xué)理論研究,來到加工生產(chǎn)一線,從最普通的工藝入手,拜工人為師,潛心一線加工。 每次攻關(guān)都是嚴峻的挑戰(zhàn),每次突破都是巨大的跨越!經(jīng)過1000多個日日夜夜,他們攻克了一系列工藝難題,終于掌握了具有完全知識產(chǎn)權(quán)的腔鏡光學(xué)加工技術(shù)??茖W(xué)是一座無形的山峰,攀登需要付出智慧和汗水。在激光陀螺技術(shù)創(chuàng)新團隊攻關(guān)的征程中,留下了許多頑強拼搏的足跡和身影。激光陀螺在應(yīng)用過程中面臨外圍控制電路復(fù)雜、體積較大的問題。如何制造體積小、精度高同時還要像“傻瓜相機”一樣加電就可直接使用的激光陀螺儀這一難題,擺在研究人員面前。
把“傻瓜”和“精細”相統(tǒng)一,面臨的第一問題是:如何把電路小下來,小到和陀螺的尺寸相匹配?有人說,干嘛這么較勁,大就大點唄!但羅暉教授卻說:“陀螺儀大一寸,導(dǎo)彈就大一尺。中國人不比外國人笨,外國人能做到的,我們一定能做到!為了解決這個問題,羅暉把近5年所有生產(chǎn)的陀螺測試數(shù)據(jù)都打印了出來。那段時間,他整天扎在數(shù)據(jù)紙堆里,對數(shù)據(jù)一一進行分析整理、仔細對比,一干就是9個月,終于找到了規(guī)律,縮小了尺寸,提高了精度。 43年默默無聞的背后,飽含著“陀螺人”的默默付出。高伯龍說:“雖然我們沒錢,但不能缺志氣。”沒有場地,他們就將一間廢舊的食堂改造成實驗室,因為科研需要還要封閉起來。為把有限的經(jīng)費用在刀刃上,實驗室里沒有安裝空調(diào),一到夏天,實驗室就變成了大悶罐,大家在里面揮汗如雨,通宵達旦地干。到了冬天,實驗室就成了大冰窖,陰冷潮濕,很多人手腳長滿了凍瘡。
1994年工程化樣機通過國家鑒定的那天晚上,高伯龍和他的同事難得輕松地從實驗室回家。走在校園寧靜的路上,他突然發(fā)現(xiàn)路邊多了一棟新樓,不解地問:“這里什么時候多了棟新樓?”同事哈哈大笑起來:“你才發(fā)現(xiàn)???這棟樓一年前就蓋起來了。”
這些年來,無論是八旬高齡的老院士、老教授,還是剛剛博士畢業(yè)的80后,都把實驗室當成了自己的“第二個家”。在研制工作最艱難的時期,他們每天在實驗室超過15個小時,幾乎每年春節(jié)都是在實驗室里度過的。團隊成員平均每年加班1500個小時,多的超過2000個小時。團隊年輕的博士小曲,孩子才出生兩天,就又回到了實驗室。2008年初,還有一周就到傳統(tǒng)的新春佳節(jié)。那年的冬天格外冷,湖南出現(xiàn)了嚴重的冰災(zāi)。為了完成車載試驗,他們下午抱著設(shè)備從長沙出發(fā),直奔南岳衡山。受冰災(zāi)影響,200多公里路程汽車足足開了6個多小時,他們到達山腳下已是半夜。剛一下車,刺骨濕冷的狂風(fēng)凍雨就將張博士的帽子卷飛出幾十米。就這樣,大家手拉著手,頂風(fēng)冒雨爬到山頂祝融峰上開始試驗。
直到凌晨兩點完成試驗后,他們在山上找到一家賓館抓緊整理數(shù)據(jù),突然一陣急促的敲門聲響起。于博士開門一看,幾名保安站在門外——原來,賓館服務(wù)員見他們深夜抱著箱子、抬著柜子,進進出出、神情興奮,誤把他們當成了竊賊。整理完數(shù)據(jù),為測量海拔和緯度對試驗系統(tǒng)的影響,他們又馬不停蹄地連夜下山轉(zhuǎn)戰(zhàn)廣州,途中,由于霧氣太大,能見度只有幾米,他們依然冒險繼續(xù)趕路。這期間,謝元平副教授為了不影響試驗進度,強忍著頸椎錯位帶來的疼痛,冒著高位截癱的危險,戴著頸托鉆進狹窄的試驗空間,一干就是兩天兩夜,直到試驗結(jié)束才被人扶出來。
43年來,由于保密需要,團隊成員的學(xué)術(shù)論文不能公開發(fā)表;由于攻關(guān)進程緊張,他們分不出精力準備評獎材料,43年來只評了3次獎,兩次獲得國家科技進步二等獎;由于沒有論文和獲獎成果的支撐,很多專家做了無名英雄。一些地方單位愿意年薪百萬聘請,但為了讓自己的陀螺綻放異彩,也都被他們婉拒,始終心無旁騖干事業(yè)、一心一意搞科研。
當有人問到,為何43年來團隊能夠默默無聞,始終矢志不移。國防科技大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院院長秦石喬堅定地說:“面對國家利益,其他都是浮云。讓成果最大限度地轉(zhuǎn)化為戰(zhàn)斗力,是我們最大的心愿。”
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