訪聲納技術(shù)國防科技重點實驗室 (2006-05-22)
發(fā)布時間:2007-12-04
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來源:科技日報
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初春,南海熱意攀升,激情涌動,水聲領(lǐng)域方方面面的領(lǐng)導(dǎo)和專家齊聚某海域。
一場引領(lǐng)我國水下探測新技術(shù)潮流的某重點研究項目海上試驗,在這里拉開序幕。
“下潛。”“發(fā)現(xiàn)目標(biāo)!”“穩(wěn)定跟蹤!”……“上浮?!?
依托在中國船舶重工集團(tuán)公司第七一五所的聲納技術(shù)國防科技重點實驗室圓滿完成了海上試驗的各項內(nèi)容,奏出水下探測自主創(chuàng)新樂章的新強(qiáng)音。
科研人員少創(chuàng)新項目多
“五一”剛過,記者來到聲納技術(shù)國防科技重點實驗室,室內(nèi)辦公實驗桌椅并沒有特別之處,貴重的實驗設(shè)備也是其貌不揚,十分“安靜”,沒有高深莫測和神秘色彩,但是,這里卻孕育出并孕育著我國一項又一項聲納的新技術(shù)、新方法、新原理、新概念,不斷拓展著聲納技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域,延伸著我國海軍在海洋深處的水下耳目。
聲納技術(shù)國防科技重點實驗室(以下簡稱實驗室)是在聲納技術(shù)領(lǐng)域開展探索性、創(chuàng)新性和重大關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)研究的國家級科研基地,只有31個人的實驗室,現(xiàn)已承擔(dān)了多項973專題、863課題以及國防基礎(chǔ)科研項目等大量國家級基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究任務(wù)。
聲納技術(shù)是利用水下聲波進(jìn)行水下目標(biāo)探測、導(dǎo)航與通信的主要手段,它是與物理海洋學(xué)、水聲學(xué)、新型傳感器和信號處理等領(lǐng)域緊密結(jié)合的交叉學(xué)科,在我國國防和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有重要作用。聲納探測原理植根于水聲學(xué),水聲和海洋介質(zhì)是共生的一對。海洋藉助水聲傳遞信息,由于它的復(fù)雜性又制約著信息傳遞能力;水聲藉助對海洋介質(zhì)復(fù)雜性的了解和認(rèn)識,更多更好地獲取與傳遞信息。我國著名水聲專家、中國工程院院士、實驗室學(xué)術(shù)委員會主任宮先儀這樣比喻:“作為海洋聲信息獲取手段的聲納,在其上、中、下游全歷程研究中,海洋環(huán)境與聲傳播的耦合屬于上游,聲傳播與聲信息處理的耦合屬于中游,聲信息處理技術(shù)屬于下游。但這并不是說只有順流而下沒有逆流而上,恰恰應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)重視必不可少的逆流跋涉和尊重為此付出的艱辛。只有這樣處理好海洋?聲學(xué)?處理三位一體的關(guān)系,才能在下游沉淀既先進(jìn)又實用的技術(shù),誕生新型聲納便是應(yīng)運而生的事?!边@種新型聲納就是以環(huán)境適應(yīng)性為特征的波導(dǎo)聲納。周士弘、葛輝良為代表的實驗室年輕一代既敢想又敢做,他們瞄準(zhǔn)了這一世界性難題在奮斗,在艱難地跋涉。如今,這一技術(shù)發(fā)展思路已得到國家資助,并取得了可喜進(jìn)展。當(dāng)研究結(jié)果在2005年的第七屆理論與計算聲學(xué)國際會議上發(fā)表之后,加拿大著名科學(xué)家RossChapman教授說:“能夠?qū)β曉催M(jìn)行穩(wěn)健地被動測距和定深是一項非常重要的工作,雖然不知道你們用了什么算法,但你們的海試結(jié)果讓我吃驚?!贝撕螅@位科學(xué)家一直關(guān)注實驗室的工作,并希望開展合作研究。如今,實驗室博士生趙航芳已赴加拿大維多利亞大學(xué),進(jìn)行為期一年的學(xué)習(xí)和合作研究。
那年初春,實驗室主持的國家某重點攻關(guān)任務(wù)取得重大突破。可是當(dāng)初,項目負(fù)責(zé)人、實驗室主任周利生和嚴(yán)琪卻為該項目方案的提出,承受了巨大的壓力,其矛盾焦點是總體參數(shù)的選擇與傳統(tǒng)觀念發(fā)生了強(qiáng)烈反差。針對使用環(huán)境和特點,經(jīng)過反復(fù)周密地論證,項目組還是堅持采納了該方案,海上試驗結(jié)果最終驗證這一方案是正確的??梢赃@么說,該方案是依托單位幾十年來積累的集成創(chuàng)新優(yōu)勢和實驗室在聲納技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)研究自主創(chuàng)新優(yōu)勢相結(jié)合的典范。其關(guān)鍵是低頻大功率聲波發(fā)射器技術(shù)與遠(yuǎn)程弱信號的檢測和分辨技術(shù)。通俗地說,就是“喊得要響,看得要遠(yuǎn),分得要清”。
為了“喊得響,傳得遠(yuǎn)”,實驗室自“九五”以來就瞄準(zhǔn)這一發(fā)展趨勢,把以新型換能(換能即電能與聲能間的相互轉(zhuǎn)換)材料應(yīng)用、新型換能結(jié)構(gòu)、新型換能機(jī)理研究為主的低頻寬帶換能器技術(shù)作為發(fā)展目標(biāo)之一。該實驗室青年科研人員夏鐵堅等后起之秀系統(tǒng)地開展了相關(guān)技術(shù)研究,歷經(jīng)數(shù)不清的仿真和實驗研究,攻克了一系列關(guān)鍵技術(shù),為我國新一代主動聲納研制提供了工程化的高性能聲波發(fā)射器,并達(dá)到國際先進(jìn)水平。
為了“看得遠(yuǎn),分得清”,以李然威為主的青年科研人員充分利用實驗室成立以來在聲納信息處理方面的基礎(chǔ)研究成果,創(chuàng)新地提出了新型聲納某處理方法,首次采用了一種分辨技術(shù),實現(xiàn)了分辨能力的重大突破,推動了我國聲納探測性能的跨越式發(fā)展。
聲納技術(shù)的發(fā)展與海洋聲學(xué)實驗研究密不可分。實驗室作為主要單位,曾參加了我國歷次水聲綜合考察試驗,為聲納信息處理新方法新技術(shù)研究提供了豐富的數(shù)據(jù)支持。那年5月,中美聯(lián)合在東中國海(亞洲海)進(jìn)行“亞洲海國際聲學(xué)實驗”,實驗室與美國華盛頓大學(xué)應(yīng)用物理研究所合作,成功地進(jìn)行了海底聲散射、海底混響和海底參數(shù)反演的聲學(xué)實驗,完成了多種高頻聲散射理論的驗?zāi)Q芯?。合作實驗中,美國學(xué)者對我方試驗設(shè)備能力和研究人員水平之高大為贊賞。之后,美方采購了相關(guān)試驗設(shè)備并與實驗室建立了合作關(guān)系。
厚積薄發(fā),碩果累累。經(jīng)過積極謀劃,精心組織,團(tuán)結(jié)攻關(guān),實驗室成立以來取得了一批基礎(chǔ)性和應(yīng)用性成果,并且大部分已得到成功應(yīng)用,共獲國家科技進(jìn)步獎5項,國家和國防發(fā)明專利5項,省部級科技進(jìn)步獎25項,多項研究成果達(dá)到了國際先進(jìn)或國內(nèi)領(lǐng)先水平,為國防事業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了重要貢獻(xiàn)。
平均年齡小干的事情大
實驗室歷來重視團(tuán)隊建設(shè),這是一支特別能戰(zhàn)斗、特別能吃苦的隊伍。年近七旬的老專家宮先儀身先士卒,為了獲取第一手?jǐn)?shù)據(jù),參加了歷次海洋考察試驗,同年輕人一樣,在海上一漂就是數(shù)月。為了攻克某研究項目關(guān)鍵技術(shù),年輕參研人員連續(xù)三年放棄了幾乎所有的節(jié)假日,有的還推遲了婚期。特別值得一提的是,實驗室常務(wù)副主任杜栓平研究員,行政事務(wù)十分繁忙,可研究任務(wù)一點也沒落下,由于家住得遠(yuǎn),為了突破關(guān)鍵技術(shù),經(jīng)常加班加點,很少回家。在妻子懷孕和父母生病等最需要他的日子里,他常常無法盡到自己的責(zé)任,他愛人有個玩笑話:“要見他一面,有時真得預(yù)約才行。”
一次,某重大試驗前突然出現(xiàn)技術(shù)問題,離規(guī)定試驗時間僅有36小時,若不迅速解決,就意味著這個項目將前功盡棄?,F(xiàn)場指揮嚴(yán)琪科學(xué)決策,多種方案齊頭并進(jìn),帶領(lǐng)參試人員36小時連續(xù)奮戰(zhàn),及時排除了故障,迎著黎明的曙光,如期出海。
實驗室在充分發(fā)揮老專家作用的同時,不拘一格,給青年人委以重任,以任務(wù)帶動人才成長,以人才促進(jìn)任務(wù)完成。如今,實驗室承擔(dān)的所有項目均由40歲以下的青年研究人員擔(dān)任負(fù)責(zé)人。某重點研究項目參研人員的平均年齡僅為33.5歲。進(jìn)入“十五”后,通過事業(yè)留人、待遇留人的一系列人才引進(jìn)和培養(yǎng)舉措,實驗室引進(jìn)專家型人才1名、博士和博士后5名,選拔3名研究骨干攻讀博士學(xué)位,選送2名骨干出國深造,同時自培14名博士生和碩士生。
現(xiàn)在,實驗室已形成了一支專業(yè)知識結(jié)構(gòu)合理、科研能力強(qiáng)、學(xué)術(shù)水平高、以老帶青、以青年為主的高水平科研創(chuàng)新團(tuán)隊,為實現(xiàn)聲納技術(shù)的跨越式發(fā)展提供了良好的人才保障。周利生等先后入選國家“百千萬人才工程”、“國防科技工業(yè)突出貢獻(xiàn)專家”、浙江省“151人才工程”等;實驗室獲得了國防郵電工會2004年度“創(chuàng)新示范班組”和中華全國總工會2005年度“全國模范職工小家”光榮稱號。
“靈魂”在斗室眼睛看世界
加強(qiáng)國內(nèi)外的交流與合作研究,是提高基礎(chǔ)研究水平,促進(jìn)自主創(chuàng)新的有效途徑。堅持“開放、流動、聯(lián)合、競爭”的八字方針,在這個實驗室有其特有的含義,也是這個科研機(jī)構(gòu)的靈魂。實驗室主任周利生說:“5年來,實驗室與國內(nèi)外30多家研究單位建立了良好的合作關(guān)系,進(jìn)行了多種形式的合作與交流,或開展合作研究,或聯(lián)合培養(yǎng)和指導(dǎo)研究生,或講學(xué)等。實驗室兩屆學(xué)術(shù)委員會均由國內(nèi)多家單位相關(guān)領(lǐng)域的院士和著名專家學(xué)者組成,院士陸建勛和宮先儀分別擔(dān)任第一屆和第二屆學(xué)術(shù)委員會主任,他們在把握研究方向,指導(dǎo)研究工作等方面發(fā)揮了不可替代的作用”。
實驗室聘任了多位國際著名的水聲專家擔(dān)任客座研究員,指導(dǎo)研究工作。通過合作研究,有效提高了實驗室的基礎(chǔ)研究水平,促進(jìn)了自主創(chuàng)新。5年來,客座研究專家累計40多人次來實驗室開展研究工作,有力地促進(jìn)了研究水平的提升;學(xué)術(shù)交流的質(zhì)和量逐年提高,近30人次參加了國際學(xué)術(shù)研討會,近百人次參加國內(nèi)學(xué)術(shù)交流會,公開發(fā)表論文320多篇,國防技術(shù)報告250多篇;組織了50多次內(nèi)部專題研討會,邀請國內(nèi)外專家30多人次來實驗室講學(xué),舉辦國際和國內(nèi)學(xué)術(shù)會議10次,實驗室已在國際同行中產(chǎn)生了廣泛影響,有數(shù)家研究機(jī)構(gòu)主動提出要與實驗室合作研究。
國防科工委和總裝備部有關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)曾這樣肯定實驗室的成績,“聲納技術(shù)重點實驗室能夠重視應(yīng)用基礎(chǔ)研究,重視學(xué)術(shù)交流和合作研究,成績很大。你們的研究工作結(jié)合了科研院所和高校在研究中的優(yōu)勢,既有新理論新方法的基礎(chǔ)性研究,又有關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)的應(yīng)用性研究?!?
在“十一五”計劃的開年之際,聲納技術(shù)國防科技重點實驗室以“強(qiáng)化基礎(chǔ)、突出特色;體系創(chuàng)新、綜合集成;提升能力、跨越發(fā)展”為指導(dǎo),充分論證,制定了“十一五”和中長期發(fā)展規(guī)劃,積極拓展水下仿生信息處理等新的研究領(lǐng)域,正在為建成“一流管理、一流基地、一流人才、一流成果”的國家級實驗室而努力奮斗。