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高伯龙:为武器装备安上“火眼金睛”

来源:科技日报2019-09-19 09:14
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  10月1日,天安门广场将举行盛大阅兵仪式。届时,部分先进武器装备将首次亮相。可以预料的是,受阅的很多武器装备都离不开一个手掌大小的尖端仪器——激光陀螺。

  激光陀螺,是自主导航系统的核心部件。毫不夸张地说,如果没有它,我国就不会有这么多让我们自豪的大国重器。

  很多人不知道,背后的功臣就是中国激光陀螺奠基人、国防科技大学教授高伯龙院士。正是他,使我国成为全世界第4个能独立研制激光陀螺的国家。

  国庆前夕,科技日报记者来到高伯龙院士生前工作过的地方,探寻激光陀螺研制背后的故事。

  原创设计让我国少走多年弯路

  1971年,当钱学森将两张写着激光陀螺大致原理的纸交给国防科大时,中国在该研究上已两次受挫。然而,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。这两页纸的难度,堪称世界级“密码”。

  彼时,国内各科研单位由于无法突破闭锁效应纷纷放弃激光陀螺的研究,而国外则进展神速——越战中,美军频频使用精确制导武器,展露出远程精确打击的强大威力。

  “如果不立刻开始研究,或许永远也难有了!”面对国家和军队的迫切需要,刚调到激光教研室的高伯龙披挂上阵。数理功底极其深厚的他通过大量计算,提出了我国独有、没有任何成功经验可借鉴的四频差动激光陀螺研制方案。同年,在全国激光陀螺学术交流会上,进入该领域不到1年的高伯龙坚持己见——依照我国当时的工艺水平,如果继续仿制,想在10年内有所突破都不可能,只有四频差动激光陀螺因为降低了工艺难度,最有可能实现!

  “降低工艺难度并不意味着性能差。实际上,几种激光陀螺的设计方案没有本质上的差别,只是在构造和实现方式上有所差异。正是高院士的努力,使我国能在当时的工艺水平下研制激光陀螺,少走了多年弯路。”该校光电工程系主任罗晖教授告诉记者。

  完美破译钱学森“密码”

  攻关之路多险阻。1984年,实验室样机鉴定通过之时,一阵“凉风”袭来——美国彻底放弃同类型激光陀螺研制,国内质疑声四起。

  “外国有的、先进的,我们要跟踪,将来要有,但并没有说外国没有的我们不许有。”窘境之下,高伯龙不言放弃。因为,他知道美国是犯了结构上的原理错误,而我们无此问题。

  10年后,全内腔四频差动激光陀螺工程样机通过鉴定。高伯龙在冷板凳上苦坐20年,终于完美破译了钱学森“密码”。

  这时高伯龙已年近七旬,但他又盯上了某新型激光陀螺。该型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。研究的同时,高伯龙将目光投向它最主要的应用领域——组建惯性导航系统。那时国内已有多家单位开展研制,他们采用的是国际主流的捷联式惯导系统。这个系统到底行不行?他亲自调研的结果是——必须给该系统加转台,否则无法满足长时间、高精度的惯导需要。

  但专家们对此却大多持否定态度。这一幕,和1984年四频差动激光陀螺的遇冷,何其相似!

  对此,高伯龙的反应是继续干!2006年12月,国内首套使用新型激光陀螺的旋转式惯性导航系统面世。如今,旋转式惯导系统已成为国内惯导界主流。

  一场与生命的赛跑

  进入激光陀螺领域时,高伯龙已近知天命之年,他将自己全部的热情与精力投入到研制中,开始了与生命的赛跑。

  2008年冰灾,电力供应紧张,实验室只有晚上才给电。80岁高龄的高伯龙为了工作昼夜颠倒。老伴心疼地说:“你都啥岁数了,咋就不知道悠着点干。”他回答:“我的时间不多了,我要抓紧!活着干,死了算,一天不死一天干!”

  激光陀螺光芒闪耀,高伯龙的生命之光却在2019-09-19永远熄灭了。

  回忆起高院士最后的日子,该校前沿交叉学科学院院长刘波满是感慨——

  我国某型卫星,长期被图片成像不够清晰等问题困扰。为解决这一问题,航天某部来到该校请求支援。

  怎么解决卫星对陀螺体积的要求?团队首先想到的是当时早已年过八旬的高伯龙。“高院士都这么大岁数了,还会‘出山’吗?”大家不免有些疑虑。但没想到的是,这个倔老头儿硬是在短短几天内将程序写完,论证了参数的合理性。

  “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时。从学生口中得知这个消息时,瘦削的老人如孩童般笑出了声。

  40余载痴心不改,高伯龙终于使我国海、陆、空、天的各型装备都有了“火眼金睛”!(本报记者 张 强 通 讯 员 刘少华 杨彦青)

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