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科學研究

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易仕和:擦亮高速導彈的眼睛

“30年来,我用最主要的精力干了这一件事。”在国防科技大学空天科學學院见到教授易仕和时,他正坐在电脑前,快速地浏览一组组实验数据。

易仕和口中的“這一件事”,可不是一件簡單的事,它是高速導彈領域的關鍵研究課題。正是他持之以恒地開展研究,擦亮了高速導彈的“眼睛”,爲導彈高速精確打擊提供了關鍵技術支撐。

前不久,易仕和團隊再次傳來好消息:成功研制出高速飛行器流場超高幀頻成像測試系統,可以清晰顯示出飛行器高速複雜流動現象,讓看不見的高速導彈複雜流場變得清晰可見、精確可測。

讓高速飛行器流場可見可測

1991年,海灣戰爭爆發,美國的戰斧巡航導彈展示出遠程精確打擊能力,震驚世界。

那時,易仕和是一名即將畢業的研究生,他在想:“我們國家何時能自主研制出更先進的武器裝備?我們的武器裝備能不能實現更高速的精確打擊?我能爲此做什麽……”

畢業後,易仕和將研究方向聚焦在與高速導彈相關的基礎研究領域。他堅信,總有一天,我國會擁有更加強大的導彈系統。

上世紀末,在高速飛行器研究領域,有一道世界性難題:流場變化速度超快、溫度超高,而且看不見、摸不著,該如何對其進行測量?

易仕和敏銳地意識到,這項研究或許能破解制約我國武器面臨的高速精確打擊難題,他開始有意地了解相關研究進展,卻收獲甚微。當時這一研究在世界上尚屬空白。

“我只能靠自己去琢磨、研究,每一步都異常艱難。”易仕和回憶道。

一次,易仕和像往常一樣在做實驗,電腦屏幕上出現納米粒子的散射圖像,這本是尋常的實驗結果,他卻多留了一份心。“納米粒子的動力學特性很好、它的散射信號與湍流參數有特定關系……”一個想法越來越清晰——不如利用納米粒子對高速流場進行精細測量。

說幹就幹,易仕和帶著團隊投入到研究中,然而,納米粒子在空氣中出現團聚現象,作爲成像載體,團聚的納米粒子無法實現造影功能。

研究陷入停滯,可易仕和沒有氣餒,而是默默尋找他法。最終,團隊耗時3年,曆經千百次實驗,解決了納米粒子團聚問題。

隨後,團隊乘勝追擊,破解了那道世界性難題——讓高速飛行器流場變得清晰可見、精確可測,爲高速導彈實現精確打擊奠定了流動理論基礎。

爲高速導彈精確制導掃除障礙

紅外成像制導導彈在低速飛行時,抗幹擾能力強、打擊精度高。在高速飛行時,高溫湍流使得彈頭表面溫度極高,猶如一個火球,導致高速導彈的“眼睛”——紅外探測器“看不見”目標,無法實現更高速度下的紅外精確打擊。

從2005年起,易仕和開始了高速導彈成像探測及相關技術研究,立志要擦亮高速導彈的“眼睛”。

“能否采用經過特殊設計的低溫氣體膜覆蓋在導彈窗口表面來解決這一難題?”易仕和提出這個大膽的設想。

對于單純研究空氣動力學或者光學的人來說,這個想法無異于天方夜譚。然而,經過多年的艱辛求索,易仕和已成爲空氣動力學和光學交叉學科領域的專家,他通過理論推導認爲設想是可行的。

然而,真正實現起來並不容易。試驗做了一輪又一輪,得到的結果卻是不斷否定先前的設想,研究進入了死胡同。

可易仕和堅信,通過相應的技術手段一定能實現目標。帶著這份信念,團隊在一次次失敗中總結經驗,誓要來一場絕地反擊。最終,在不懈的努力下,團隊成員用細致的數值仿真和實驗測試結果驗證了易仕和的想法,高溫湍流難題被解決了。

此後,易仕和又帶領團隊曆經了六七年的艱苦攻關,成功研制出原理樣機,並進行了大量試驗測試。測試結果證明,易仕和團隊的研究成果可讓高速導彈的表面溫度大幅下降。伴隨“火球”降溫,高速導彈的“眼睛”也亮了起來,使得高速導彈紅外精確打擊成爲可能。

把創新爲戰的使命扛在肩頭

“我希望通過自主創新爲科技自立自強貢獻一份力量。”的確,在過去的30多年裏,易仕和的主要精力都用在自主創新上。

2015年,易仕和獲得國家重大科研儀器研制項目的支持,研究高速流場動態演化測量技術。團隊購置一台當時世界上最先進的超高速相機,可現場試驗測試顯示,這台設備無法滿足需求,大家一籌莫展。

“既然買來的不能用,我們就自己做。”在易仕和的帶領下,一群研究空氣動力學的年輕學者開始了跨界之旅。僅用半年,就設計出一款新型超高速相機,以每秒百萬張圖片的拍照速度,清晰記錄下高速飛行器流場的動態時空演化過程,技術達到國際領先。

“最先進的技術是買不來的,最先進的儀器設備也是買不到的,只能用自己的雙手去創造。”實驗成功那天,易仕和在日記本上寫下這句話。

在奔跑追夢的路上,易仕和帶領團隊取得了令人矚目的成績:突破多項關鍵核心技術、捧回國家技術發明二等獎1項、軍隊科技進步一等獎3項……

截至目前,易仕和團隊的創新成果已在多家航天工業部門和部隊單位成功獲得應用,爲多型武器裝備研制作出了重要貢獻。

“戰鬥才剛剛開始。”易仕和意味深長地說,“國家和部隊還有很多關鍵技術等著我們去突破,自主創新的步伐一刻不敢停歇,創新爲戰的使命始終在肩。”


■ 短  评

基礎研究是科技創新之源

空天科學學院政治委员   贾晓斌

习主席在兩院院士大会上强调:“加强基础研究是科技自立自强的必然要求,是我们从未知到已知、从不确定性到确定性的必然选择。”加强基础研究、突出原始创新,已成为国际科技竞争的制高点。尤其在国防和军队建设领域,有些基础研究、关键技术一旦取得突破,其影响将是颠覆性的,甚至可能从根本上改变战争形态和作战方式。三十年来,易仕和教授始终聚焦国家和军队重大需求,铆定高速飞行器相关基础研究领域,开展自主创新研究,突破关键核心技术,为导弹高速精确打击提供有力技术支撑。

科研工作和科技創新是一場“寂寞的長跑”。從事基礎研究工作,要耐得住寂寞,始終保持好奇心,甘于下苦功夫,勇于做挖井人,敢于提出新理論、開辟新領域、探索新路徑,不斷攀登科技高峰。