訪聲納技術國防科技重點實驗室 (2006-05-22)
發布時間: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,水聲領域方方面面的領導和專家齊聚某海域。
一場引領我國水下探測新技術潮流的某重點研究項目海上試驗,在這里拉開序幕。
“下潛。”“發現目標!”“穩定跟蹤!”……“上浮。”
依托在中國船舶重工集團公司第七一五所的聲納技術國防科技重點實驗室圓滿完成了海上試驗的各項內容,奏出水下探測自主創新樂章的新強音。
科研人員少創新項目多
“五一”剛過,記者來到聲納技術國防科技重點實驗室,室內辦公實驗桌椅并沒有特別之處,貴重的實驗設備也是其貌不揚,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、新方法、新原理、新概念,不斷拓展著聲納技術的應用領域,延伸著我國海軍在海洋深處的水下耳目。
聲納技術國防科技重點實驗室(以下簡稱實驗室)是在聲納技術領域開展探索性、創新性和重大關鍵技術應用基礎研究的國家級科研基地,只有31個人的實驗室,現已承擔了多項973專題、863課題以及國防基礎科研項目等大量國家級基礎和應用基礎研究任務。
聲納技術是利用水下聲波進行水下目標探測、導航與通信的主要手段,它是與物理海洋學、水聲學、新型傳感器和信號處理等領域緊密結合的交叉學科,在我國國防和國民經濟建設中具有重要作用。聲納探測原理植根于水聲學,水聲和海洋介質是共生的一對。海洋藉助水聲傳遞信息,由于它的復雜性又制約著信息傳遞能力;水聲藉助對海洋介質復雜性的了解和認識,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、實驗室學術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,恰恰應當強調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?處理三位一體的關系,才能在下游沉淀既先進又實用的技術,誕生新型聲納便是應運而生的事。”這種新型聲納就是以環境適應性為特征的波導聲納。周士弘、葛輝良為代表的實驗室年輕一代既敢想又敢做,他們瞄準了這一世界性難題在奮斗,在艱難地跋涉。如今,這一技術發展思路已得到國家資助,并取得了可喜進展。當研究結果在2005年的第七屆理論與計算聲學國際會議上發表之后,加拿大著名科學家RossChapman教授說:“能夠對聲源進行穩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,但你們的海試結果讓我吃驚。”此后,這位科學家一直關注實驗室的工作,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,進行為期一年的學習和合作研究。
那年初春,實驗室主持的國家某重點攻關任務取得重大突破。可是當初,項目負責人、實驗室主任周利生和嚴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的選擇與傳統觀念發生了強烈反差。針對使用環境和特點,經過反復周密地論證,項目組還是堅持采納了該方案,海上試驗結果最終驗證這一方案是正確的。可以這么說,該方案是依托單位幾十年來積累的集成創新優勢和實驗室在聲納技術應用基礎研究自主創新優勢相結合的典范。其關鍵是低頻大功率聲波發射器技術與遠程弱信號的檢測和分辨技術。通俗地說,就是“喊得要響,看得要遠,分得要清”。
為了“喊得響,傳得遠”,實驗室自“九五”以來就瞄準這一發展趨勢,把以新型換能(換能即電能與聲能間的相互轉換)材料應用、新型換能結構、新型換能機理研究為主的低頻寬帶換能器技術作為發展目標之一。該實驗室青年科研人員夏鐵堅等后起之秀系統地開展了相關技術研究,歷經數不清的仿真和實驗研究,攻克了一系列關鍵技術,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射器,并達到國際先進水平。
為了“看得遠,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研究成果,創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,實現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展。
聲納技術的發展與海洋聲學實驗研究密不可分。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研究提供了豐富的數據支持。那年5月,中美聯合在東中國海(亞洲海)進行“亞洲海國際聲學實驗”,實驗室與美國華盛頓大學應用物理研究所合作,成功地進行了海底聲散射、海底混響和海底參數反演的聲學實驗,完成了多種高頻聲散射理論的驗模研究。合作實驗中,美國學者對我方試驗設備能力和研究人員水平之高大為贊賞。之后,美方采購了相關試驗設備并與實驗室建立了合作關系。
厚積薄發,碩果累累。經過積極謀劃,精心組織,團結攻關,實驗室成立以來取得了一批基礎性和應用性成果,并且大部分已得到成功應用,共獲國家科技進步獎5項,國家和國防發明專利5項,省部級科技進步獎25項,多項研究成果達到了國際先進或國內領先水平,為國防事業和國民經濟建設做出了重要貢獻。
平均年齡小干的事情大
實驗室歷來重視團隊建設,這是一支特別能戰斗、特別能吃苦的隊伍。年近七旬的老專家宮先儀身先士卒,為了獲取第一手數據,參加了歷次海洋考察試驗,同年輕人一樣,在海上一漂就是數月。為了攻克某研究項目關鍵技術,年輕參研人員連續三年放棄了幾乎所有的節假日,有的還推遲了婚期。特別值得一提的是,實驗室常務副主任杜栓平研究員,行政事務十分繁忙,可研究任務一點也沒落下,由于家住得遠,為了突破關鍵技術,經常加班加點,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任,他愛人有個玩笑話:“要見他一面,有時真得預約才行。”
一次,某重大試驗前突然出現技術問題,離規定試驗時間僅有36小時,若不迅速解決,就意味著這個項目將前功盡棄。現場指揮嚴琪科學決策,多種方案齊頭并進,帶領參試人員36小時連續奮戰,及時排除了故障,迎著黎明的曙光,如期出海。
實驗室在充分發揮老專家作用的同時,不拘一格,給青年人委以重任,以任務帶動人才成長,以人才促進任務完成。如今,實驗室承擔的所有項目均由40歲以下的青年研究人員擔任負責人。某重點研究項目參研人員的平均年齡僅為33.5歲。進入“十五”后,通過事業留人、待遇留人的一系列人才引進和培養舉措,實驗室引進專家型人才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。
現在,實驗室已形成了一支專業知識結構合理、科研能力強、學術水平高、以老帶青、以青年為主的高水平科研創新團隊,為實現聲納技術的跨越式發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”、“國防科技工業突出貢獻專家”、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
加強國內外的交流與合作研究,是提高基礎研究水平,促進自主創新的有效途徑。堅持“開放、流動、聯合、競爭”的八字方針,在這個實驗室有其特有的含義,也是這個科研機構的靈魂。實驗室主任周利生說:“5年來,實驗室與國內外30多家研究單位建立了良好的合作關系,進行了多種形式的合作與交流,或開展合作研究,或聯合培養和指導研究生,或講學等。實驗室兩屆學術委員會均由國內多家單位相關領域的院士和著名專家學者組成,院士陸建勛和宮先儀分別擔任第一屆和第二屆學術委員會主任,他們在把握研究方向,指導研究工作等方面發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任客座研究員,指導研究工作。通過合作研究,有效提高了實驗室的基礎研究水平,促進了自主創新。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,有力地促進了研究水平的提升;學術交流的質和量逐年提高,近30人次參加了國際學術研討會,近百人次參加國內學術交流會,公開發表論文320多篇,國防技術報告250多篇;組織了50多次內部專題研討會,邀請國內外專家30多人次來實驗室講學,舉辦國際和國內學術會議10次,實驗室已在國際同行中產生了廣泛影響,有數家研究機構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部門領導曾這樣肯定實驗室的成績,“聲納技術重點實驗室能夠重視應用基礎研究,重視學術交流和合作研究,成績很大。你們的研究工作結合了科研院所和高校在研究中的優勢,既有新理論新方法的基礎性研究,又有關鍵技術攻關的應用性研究。”
在“十一五”計劃的開年之際,聲納技術國防科技重點實驗室以“強化基礎、突出特色;體系創新、綜合集成;提升能力、跨越發展”為指導,充分論證,制定了“十一五”和中長期發展規劃,積極拓展水下仿生信息處理等新的研究領域,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。