开辟出我国研制激光陀螺成功之路

时间:2019-09-12 11:37来源:法制网作者:wuping 点击:
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摘要:追记国防科技大学教授高伯龙院士

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图为高伯龙生前接受采访近照。何书远 摄

□ 法制日报全媒体记者 廉颖婷

□ 通讯员 赵晓宇 徐小平

这是高伯龙留给世人的最后影像——2013年9月15日,85岁的高伯龙院士如往常一样来到办公室,他穿着背心在电脑前工作的画面在网络上不胫而走,“背心院士”之名被人们所熟知。

今年4月23日,中国,黄海。

舰群破浪驶来,接受习近平主席检阅。这是庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵中最为壮观的一幕。

挺进深蓝的壮美航迹,离不开一个仅手掌大小的尖端仪器——激光陀螺。

它集成了众多尖端科技,可以不依赖外部信息实现自主导航、制导、定位等功能,是导弹、飞机、舰船等武器装备实现精准打击、快速反应的核心部件。

历经20多年艰苦攻关、40年漫长跋涉,中国激光陀螺奠基人、国防科技大学教授、中国工程院院士高伯龙带领团队,开辟出一条具有我国自主知识产权的研制激光陀螺的成功之路,使我国成为全世界第四个能独立研制激光陀螺的国家。

方寸之间熔铸重器

激光陀螺是自主导航系统的核心部件,因为集成众多尖端科技,这个方寸大小的仪器极难研制。

1971年,钱学森将两张写着激光陀螺大致原理的纸交给国防科技大学。要依据纸上描述造出实物,无异于让一个从未见过火箭的人去设计登月火箭。这两页纸所代表的难度,堪称世界级密码。

高伯龙,就是那个破解钱学森密码的人。

通过大量计算,高伯龙反推出激光陀螺的若干关键理论认识和结论,提出了我国独有、完全没有任何成功经验可借鉴的四频差动陀螺研制方案。同年,在全国激光陀螺学术交流会上,进入这一领域不到一年的高伯龙一鸣惊人——如果继续仿制美国,想在十年内有所突破都不可能,只有四频差动陀螺因为降低了工艺难度,最有可能实现。最终,高伯龙用扎实的理论和计算说服了与会专家。

然而,工艺难题如连绵高山,几乎每一攻关都是从零开始。其中,最难攻破的是激光陀螺的命根——光学薄膜。在此之前,高伯龙首先要解决没有检测仪器的问题。

国内外的仪器都不符合需求,高伯龙采用全新的方向,设计出一种符合我国实际、具有原理创新的测量仪器——DF透反仪。它的面世引发国内同行热烈反响,为停滞不前的激光陀螺研究打开新局面。

攻关之路多险阻。

1984年,实验室样机鉴定通过之时,由于美国彻底放弃同类型激光陀螺研制,国内质疑四起。

高伯龙知道,美国在最初就犯了结构上的原理错误,而自己的方案无此问题。10年后,全内腔四频差动激光陀螺工程样机通过鉴定,证明了高伯龙所言非虚。

1993年,激光陀螺工程样机在鉴定过程中突然出现问题。“请再给我们一点时间。”高伯龙在专家组面前立下军令状:一年内一定解决。

1994年,激光陀螺工程样机的鉴定顺利通过。与此同时,一批号称检测之王的全内腔He-Ne绿光激光器问世,膜系设计皆由高伯龙一手完成。它的问世意味着我国在镀膜的膜系设计和技术工艺水平上有重大突破,成为继美、德之后第三个掌握这一技术的国家。

此时的高伯龙已到退休年龄,但他又盯上了新的高地——新型激光陀螺。这种激光陀螺能消除损耗和温度敏感性等不利因素,正是瞬息万变的战场环境所需要的。

由于外国对新型激光陀螺的技术严格封锁,国内资料有限,高伯龙所见到的只有一张它的图片。高伯龙伏案写算,耗尽心血设计出一种降低工艺要求的全新方案。

在研究新型激光陀螺的同时,高伯龙将目光投向激光陀螺最主要的应用领域——组建惯性导航系统。

于是,70多岁的高伯龙带领学生从零开始。2006年12月,国内首套使用新型激光陀螺的单轴旋转式惯性导航系统面世。4年后,具有一定工程化的双轴旋转式惯导系统面世,精度国内第一。

图为2001年高伯龙进行科研工作。(资料图片)

心无旁骛投身研究

高伯龙1928年6月出生,毕业于清华大学物理系,同窗杨士莪与何祚庥曾用天才一词来形容他。1951年,高伯龙被分配到中科院应用物理研究所。1953年9月,新中国第一所高等军事技术学府哈军工诞生。次年9月,高伯龙调入哈军工,成为物理教员。

1975年全国撤销基础课部,高伯龙离开讲台,来到了304激光教研室。这时,国内各科研单位由于迟迟无法突破闭锁效应而放弃激光陀螺的研究,国外则在该研究上进展神速。

看到激光陀螺领域举步维艰,高伯龙将人生座标彻底锁定在战场。此后,他心无旁骛地投身激光陀螺研究。

没有实验室和设备,高伯龙就在临时改造的废旧食堂里,用废旧仪器上拆下的备件做加工;听说大理石膨胀率低,适合做光路系统的支撑平台,高伯龙就推着板车去长沙火车站建筑工地去捡大理石废料。

作为高伯龙的学生,罗晖一直谨记导师的教诲,每款陀螺设计完成后,陀螺都会经过恶劣环境的检验,确保在强震动、大冲击环境下依旧能够保持高精度性能。

某部筹建数字化炮兵营时,提出将激光陀螺应用到某型火炮上的设想。火炮发出阵阵“怒吼”时,加速度计显示的指标瞬间超过量程,但国防科技大学的激光陀螺装载在近10吨的火炮上,硬是完好无损。迄今为止,我国是世界上唯一一个把平面结构四频差动激光陀螺运用到武器装备上的国家。

本世纪初,海军某型装备在某海域进行测试,发发命中,这是人民海军历史上首次取得百发百中的历史性时刻,激光陀螺功不可没。

我国某型卫星,长期被微振动测量不够精确、图片成像不够清晰等问题困扰。为解决这一问题,航天某部来到国防科技大学请求支援。

团队首先想到的是高伯龙。“高院士都这么大岁数了,还会出山解决陀螺问题吗?”大家不免有些疑虑。

高伯龙二话没说,爽快地受领了任务。从那时起,高伯龙办公室的灯光就常常亮到深夜。

“高院士,我们的陀螺上天了!”卫星首次搭载激光陀螺发射成功时,高伯龙已缠绵病榻多年。得知这个消息,瘦削的他如孩童般咧嘴笑出了声。

生命之光至真至纯

激光陀螺的光芒闪耀,高伯龙的生命之光却在2017年12月6日永远地熄灭了。

2015年,在湘雅医院病房内,一个消瘦的老头捧着一叠满是复杂计算的文件,在台灯下逐字逐句地看。

“该休息了,老爷子。”查房的护士来了七八次,高伯龙只是口里应着,却一动不动。因为双腿浮肿得厉害,他只能将腿架在凳子上,以此缓解糖尿病病发症的痛苦。

“住院三年,直到去世,他没有任何生活上的诉求,只要求工作。”照顾他的护士说。

进入激光陀螺领域时,高伯龙已近知天命之年。彼时国内基础工业力量薄弱,别说极低损耗镀膜,就是加工一个超精抛光水平的镜片都做不出来。

“院士干起活来不要命。”团队的李晓红回忆说,“那时候条件很差,夏天没有电扇和空调,整个工作间就像个大闷罐,院士经常穿个背心浑身是汗地工作。”几块钱的小背心,是高伯龙夏日的标配。

由于患有严重的哮喘,为了减少发病频率,在四大火炉之一的湖南长沙,他的军大衣一穿就是大半年,以便将更多的时间与精力投入到工作中。

高强度的工作加上长期服药,晚年的高伯龙身体机能全部紊乱,双腿又黑又肿,甚至需要搀扶着才能上楼。他拒绝坐轮椅,他总说:“坐下就再也站不起来了。”

为了与病魔作斗争,高伯龙想尽各种办法。为了调节肺部问题,他坚持游泳,83岁时还能一口气游一公里;为了控制高血糖,他就吃清水面条与水煮白菜,餐餐如此。

对工作近乎痴狂的高伯龙,对生活几乎没有要求。一身老式作训服、一双绿胶鞋穿了一辈子。家中只有简单的几样家具,瓷杯是缺了口的,藤椅是变了形的。

因为从事的工作密级较高,高伯龙和团队几乎都是埋头默默攻关,很少出现在媒体大众的视野,更谈不上名利。

随着身体日渐衰弱,高伯龙开始抓紧时间发短信,他要把自己的思考全部告诉学生。坐在病床上,他捧着老人机艰难地打字,一条短信要耗费半个小时,看得一旁的护士偷偷抹眼泪。

2017年12月,高伯龙病逝。这位老者的生命之光,一如激光陀螺的光芒,至真至纯,闪耀不灭。

【紅射辐光粒网综合报道】( 责任编辑:wuping )
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