研究人员正在试验一种全腔氦氖绿色激光器。何淑媛照片
本报记者周永通讯员蔡报道
未来战场可能会出现这样的场景:交战双方激战,突然空天的导航卫星被摧毁,信号中断。然而战场上并没有沉默,一些高科技武器依然按计划命中目标。这种精确打击的背后,离不开自主导航系统的核心器件“激光陀螺”。为了让激光陀螺跳舞,湘江两岸就有这样一群人。凭借43年的毅力和勇气,我国的激光陀螺从无到有,从弱到强,迸发出了强大军队的耀眼光芒。
他们是国防科技大学的激光陀螺技术创新团队。
坚持43年,永远不要把你的救命稻草放在别人手里!
1991年海湾战争期间,美国战斧巡航导弹大放异彩,战斧巡航导弹实现“千里”功能的核心器件是激光陀螺。
激光陀螺又称环形激光,借助加速度计可以随时感知空之间的位置,被称为武器平台定位导航系统的“心脏”。
时间可以追溯到1960年。美国率先研制出世界上第一台激光器后,立即开始研制激光陀螺。与传统的机械陀螺相比,激光陀螺具有启动快、动态精度高、抗干扰能力强的优点,可用于导航空、航空航天、航海等领域的高精度惯性导航,因此世界各国纷纷效仿,引起了全球导航技术的革命性变革。
20世纪60年代末,美国研发取得巨大进展,70年代末在战术飞机和战术导弹上试验成功。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,国防科技大学成立了激光教研室,开始了艰难的探索之路。
当初国内有10多个单位进行了这项研究,但大部分都因为基础技术过不去而放弃了。
“正因为如此,我们必须坚持下去。如果我们不这样做,我们可能会离开这个国家空白人!”中国工程院院士、当时的团队负责人高博龙说,打地板。
激光陀螺刚研制出来的时候,高博龙和他的同事们甚至不知道用什么材料制作激光器。有一次,他听说大理石膨胀率低,可以选择。为了省钱,高博龙推着平板车到长沙火车站工地捡垃圾,一次又一次。
有一天,高伯龙拖着疲惫的身体回家,脚肿得连袜子都脱不下来。他的妻子很苦恼,眼泪在眼眶里打转:“这么老了,何必呢?”他淡淡一笑:“我们出发晚了。如果我们现在不快点,什么时候能赶上?”千万不要把你的救命稻草放在别人手里!"
核心关键技术买不到!为了打破国外的垄断,让中国的激光陀螺大放异彩,全队都尽了全力。
1994年11月8日,我国第一台激光陀螺工程样机在国防科技大学诞生,向全世界宣布,继美国、俄罗斯、法国之后,我国成为世界上第四个自主研制激光陀螺的国家。
为了把激光陀螺带出实验室,他们一个个克服了技术上的困难,研发了一套设备,填补了各个国家空的空白,完成了激光陀螺走向工程的华丽转身。为了早日实现激光陀螺的产业化,他们主动与北京、天津、长沙等单位建立合作生产线。
采取不同的方法,提出新的技术路线
开发工程样机时,最大的障碍是涂层,被称为“第一关键技术”。为了突破技术的难关,高伯龙不得不放弃自己热爱多年的理论研究,转而专攻基础技术,整理撰写了《环形激光讲义》,成为国内该领域的基础工作,为以后的发展指明了方向,提供了基础依据。
“当时,中国的技术水平相对落后。由于外国技术的封锁,国内市场上没有能满足科研需要的涂布机。”今年70多岁的高级工程师丁金星告诉记者,他们买的是普通的涂布机进行技术改造。根据激光陀螺对振膜的特殊要求,对镀膜工艺进行了深入研究,开发出了当时国内最先进的镀膜控制系统,具有扎实的理论基础和高超的设计技巧。
为了测试镀膜效果,高博龙想出了一种全新的测量方法,并成功研制了高精度反射率和透射率测量仪。该仪器的发明为团队提供了一双“火眼”,大大提高了镀膜效率。
在团队中,无论是鬓发斑白的老教授,还是新近回国的年轻博士,不仅是理论研究领域的“白领专家”,更是工程一线操作的“蓝领工人”。
超精密光学加工也是激光陀螺发展中的一个重要技术问题。手工抛光玻璃的表面质量非常不确定,团队成员遭受了无数次失败。“从头再来!”组员金世龙教授斩钉截铁地说。他放弃了原来对光学理论的研究,来到加工生产一线,从最普通的技术入手,拜工人为师,专心于一线加工。每一项研究都是严峻的挑战,每一项突破都是巨大的飞跃!经过1000多个日日夜夜,他们克服了一系列技术难题,最终掌握了具有完全知识产权的腔镜光学加工技术。
小型化和高精度是世界激光陀螺的发展方向。为了解决这个问题,罗惠教授把近五年生产的陀螺测试数据全部打印出来,打印出来的数据表三堆一堆,一人多高。那段时间他整天卡在数据纸堆里,一条一条的分析整理数据,仔细对比了九个月,终于找到规律,缩小了尺寸,提高了精度。
经过43年的发展,该团队已成为中国激光陀螺研究领域的国家团队和主力军,成功研制出各种类型的激光陀螺,多项技术达到国际一流水平,创造了中国在该领域的多项第一。
默默付出,把自己的兴趣当成浮云
从白手起家,艰苦探索,到现在勇敢地站在最前沿,抢占最前沿,记者在采访中深刻体会到,这一系列奇迹的背后,充满了陀螺人的默默努力。
创业之初,条件非常艰苦。高伯龙说:“我们虽然没钱,但不能缺少野心。”没有空间,他们会把一个旧食堂改造成实验室,为了科研而关闭。为了把有限的资金用于前沿,实验室不安装空。夏天就变成了一个大闷锅,大家通宵出汗工作。冬天,实验室变成了一个大冰室,又冷又潮湿,很多人都被冻伤了。
科学研究不能容忍任何瑕疵。有一次,高博龙带来的韩笑博士申请了10万元的前期研究项目。虽然与他和他的导师平时从事的数以百万计的科研项目相比微不足道,但韩笑还是加班加点,花了整整一周的时间提交了一份令人满意的申请报告。当时高伯龙只是身体不好。如果导师不仔细检查的话。没想到的是,当申请书交给高院士时,他在病床上连续看了4个小时,小心翼翼地从标点符号变成了技术细节。12页的申请报告到处都是。今年是2011年,高博龙83岁。
在采访中,一位专家讲述的故事给记者留下了难忘的回忆:
2008年初,距离传统春节还有一周。那一年的冬天异常寒冷。为了完成星上测试,他们下午带着装备从长沙出发,向南岳衡山进发。受冰灾影响,开车6个多小时走了200多公里,到了山脚下已经是半夜了。大家手牵着手,在风雨中爬到朱荣峰顶,开始实验。
凌晨2点做完实验,他们在山上找了家酒店整理资料,突然一阵急促的敲门声响起。当余医生打开门的时候,几个保安站在门外。原来酒店服务员看到他们半夜提着柜子和箱子,进进出出,一脸兴奋,误以为是小偷。
由于保密需要,团队成员的学术论文不能公开发表;由于攻关过程紧张,他们抽不出精力准备获奖材料。43年来,他们只报过国家科技进步三等奖和二等奖;没有论文和奖项的支持,很多专家都成了无名英雄。
“43年来,激光陀螺技术创新团队忠于使命,勇攀高峰,团结奋进,乐于奉献,创造辉煌业绩,为强军做出突出贡献。”国防科技大学光电科学与工程学院政委姚说。
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