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壮志如云“揽风雷”——总装驻川某研究所自主创新助力强军记事

2014年09月11日 14:52:02 来源: 新华网
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    新华网消息:这里是中国航空航天事业腾飞的起点和世界一流的计算空气动力学殿堂,代表着我国飞行器自主创新发展的最高水平。从空中、地面到水下,一大批先进重点型号最早从这里“吐丝成茧”,“化蛹为蝶”,这就是最早由钱学森筹划组建、被誉为中国气动事业 “领头雁” 的总装驻川某研究所。近年来,该所紧盯强军目标,不断加强科研能力建设,集力开展国防重大武器装备建设工程和自然科学基金等研究任务1200余项,获国家自然科学奖2项,国家科技进步奖9项,军队部委级一、二等奖94项,一批具有重大工程和研究价值的创新成果为国防建设提供了强大助力。

    “要干就干出‘世界第一流的标准’”

    理论创新、技术创新一直被该所视为建设发展的生命线,倾尽全力打造自主创新品牌。一流的标准源于一流的设计理念和一流的科学精神。

    走进一幢普通四层小楼,简陋的办公室,看似平凡无奇的科技人员,却集中了目前国内综合能力最强、研究领域最宽、规模最大的计算流体力学研究队伍。

    对飞行器的设计、性能、评估与流动现象等起到关键作用的计算空气动力学,是在流体力学基础上随航空航天技术的发展而形成的一门学科。从某一方面来讲,它代表一个国家航空航天的研发水平。作为该所的“镇殿之宝”和“看家本领”,张涵信院士和他的团队在这一领域研究作出了巨大贡献。

    张院士先后师从中国航天科学泰斗钱学森院士和“两弹一星”功勋科学家郭永怀院士,继承了两位大师身上朴实的科学品质。他总是对身边人说:“搞科研要去掉浮躁气,十年磨一剑,把基础打牢。”为此,他带着他的团队,努力排除各种干扰,沉下心来苦练“内功”。

    在张院士团队的潜心研究下,首次提出了一种新的数值计算方法(NND方法),革命性地提升了复杂流动计算稳定性和分辨率,解决了当时国内外其它计算方法都难以解决的气动问题。这一杰作被钱学森称为是“力学工作的典范”,引起了世界广泛重视。

    基于这一新的计算方法,他们又在国际上首次提出了“三维流动分离”理论,解决了学术界争论20多年悬而未解的问题,一举奠定了空气动力学领域流动结构分析的理论框架。

    正是得益于这一丰厚的科研沃土,该所广大科技人员不断创新发展,设计能力和计算精度均跻身世界先进水平。中青年以上研究员通过长期的研究摸索,几乎都各自形成了一套专业计算方法软件,解决了许多气动型号难点问题。

    新的武器装备研制环境下,实现自主研发的计算软件与大型综合试验的完美结合,推动气动工程的大科研、大统筹、大会战,急需一个强大的技术平台融汇整合。

    “要干就干出‘世界第一流的标准’,像谷歌做安卓系统一样做一款大型软件,进军世界气动品牌……”2012年初,8名满怀抱负,平均年龄不足35岁的年轻科技干部主动请缨,系统整合气动前辈们的核心算法,开发一款面向流体工程与研究的大型计算空气动力学品牌软件。

    “要想独占鳌头,就必须掌握核心技术!”软件组一头扎进机房开始“闭关修炼”,几乎一天十几个小时坐在计算机前,1年多时间里,多数人都患上了腰椎颈椎病。

    就是靠着这种劲头,他们硬是突破了计算流体力学软件的传统构架,提前2年完成。2013年底发布会上,研发团队全体一致决定用中心40余年孕育的独特文化命名软件为“风雷”。气动专家在现场评测软件后激动地说:“这是我们国内第一款走向市场的计算流体力学软件,你们的研究成果填补了国内空白!”

    “为打赢要勇于攻下‘领域最前沿的技术’”

    走进气动设计与布局办公室,一架科幻感十足的战机三维影像吸引了笔者眼球,这是正在研究设计的新型飞行器气动外形。难以想象的是,其设计灵感仅仅来源于科幻电影宣传画上的一张照片。

    以往该所只是为型号单位提供计算的数据,而如今想要主动引领先进飞行器发展,深入到型号研制最前端,这其中的跨越不仅是说说这么简单。

    认准的事情困难再大也要干!在老专家陈作斌研究员和马明生研究员带领下,七八个年轻人开始创新探索。然而要把网上看到的一张图片演变成实物,并实现工程应用谈何容易。其中涉及的气动力、气动热等多项世界性重大设计难题和前沿领域,没有任何可以借鉴的参数,只能全部依靠科研人员不断的创新研究。

    一开始,有的同志信心不足:现在研制新型飞行器,无论是时间还是技术都不成熟,很可能竹篮打水一场空。

    面对挑战,团队科研人员下定决心“啃一啃”这块硬骨头。因为他们敏锐意识到,如果成功,这种机型或许将是未来世界主流飞行器的发展方向:“我们要为祖国下一代战鹰做好气动技术储备,为实现强军目标贡献出我们的力量……为了打赢,我们就是要勇于攻下领域最前沿的技术。”

    凭着永不服输的劲头,课题组从图片到基本性能参数,开始了艰苦的技术攻关。与传统飞机相比,新型飞行器的气动布局、控制方式完全不同。要想技术上实现突破,就如同“在莽莽林海中寻找一片特定的树叶”,难度可想而知。

    然而也正是国外一些发达国家的技术封锁,逼着科技人员苦练自主创新的能力。新型气动布局结构复杂,要想同时实现高超的机动能力和控制能力,犹如一方巨石卡在课题组面前,研究工作一度陷入僵局,让大家心忧不已。

    一次出差,课题组的余永刚助理研究员正好坐在飞机主机翼后部,在飞机发动机加力起飞时,透过机窗,看到喷流后的一丝机翼颤动,突然在他脑海里掀起灵感的“惊涛骇浪”……。一下飞机,带着内心难以按捺的兴奋和激动,他顾不上回家休息,就直奔办公室重新设计验证。之后又和课题组其他成员一起反复推演了十几种气动构型,终于啃下了这根硬骨头。设计方案中提出了满足气动、结构、控制等多方面复杂要求的气动布局方案,受到军方的高度评价。

    “即使拼了命也要解决‘别人解决不了的问题’”

    解决别人解决不了的问题,一直作为该所科技干部勇攀高峰的动力。

    随着复杂电磁环境下和边界条件下作战难度加大,现有雷达装备捕捉能力难以满足实战需求,全型号研制换装,巨额的经费投入不说,周期更是漫长,而战斗力建设刻不容缓,一个巨大的难题摆在面前。

    刚刚从法国获得博士学位的金钢研究员,回国后,在一次科技研讨会上,偶然间提出的一个想法,令在座光电信号专家眼前一亮。作为一名物理专业半路转行的气动专家,面对光电探测技术这一新的领域,金刚没有丝毫胆怯和畏惧,毅然挑起研究攻关的重任:“只要能提高我军的战斗力,就是拼了命也要攻下来,解决‘别人解决不了的问题’……”

    从物理学到流体力学,是一次学科的转变;从流体力学到光电信号学,更是一次领域的跨越。金钢利用他在多学科领域的深厚功底,创新引入物理学和气动学的思想,经过多方分析、论证,大胆突破传统信号处理模式,打开了制约该领域研究的大门。

    十年磨一剑。金钢团队经过艰难的探索,自主设计和开发了视频信号处理系统,一举解决了小弱目标信号提取等多项重大难题,为现役雷达、电视、红外及声纳等多个平台装上“火眼金睛”,使探测跟踪距离提高30%以上。

    这一重大成果,受到总装首长的高度肯定, 2011年获得军队科技进步一等奖,并很快应用到部队现役装备的大批量改造和新装备研发等项目中,极大地提升了部队战斗力。

    而在航天领域,该所创新试验手段,攻破某大气环境气动模拟这一难题,完成了三种新型飞船的设计,为我国下一步载人航天驶向更远的空间迈出关键一步;在水下流体领域,该所首次利用“气动方式”解决水动力学问题,精确计算出潜射导弹出水姿态,优化了新一代潜艇潜射技术;在航空领域,为解决我新型战机气动难题,该所恢复改进模型飞试验技术,融合数值计算、风洞试验、模型飞行试验三种技术手段的各自优势,相互印证,合力攻关破解技术难题……一项项重大创新成果,在这里扬帆启航、破浪万里。

    “作为军队科技工作者,就要为国家和民族利益奋勇向前,争当先锋……”笔者采访中,该所所长刘刚坚定地说,“三大技术手段的融合,增强了我们的综合科研能力,践行强军目标就是要努力提高核心科研试验能力,为武器装备现代化建设提供强有力的保障支撑。”(谈建忠、杨红梅、李娴)

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