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      優(yōu)秀校友|羅暉:激光陀螺技術(shù)研究方向的學(xué)術(shù)帶頭人

      發(fā)布:校友會(huì) 來源:校友會(huì) 日期:2019-10-29 人氣:
           羅暉,男,湖南長(zhǎng)沙人。我校初128班,高120班畢業(yè)。國(guó)防科技大學(xué)光電工程系主任,激光陀螺技術(shù)研究方向?qū)W術(shù)帶頭人之一,教授,博士生導(dǎo)師,中國(guó)宇航學(xué)會(huì)光電技術(shù)專業(yè)委員會(huì)委員、軍委科技委量子信息主題專家組專家、原總裝備部慣性技術(shù)專業(yè)組專家,全軍武器裝備科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)委員會(huì)委員、軍事科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)委員會(huì)評(píng)審委員。主要從事激光陀螺前沿基礎(chǔ)理論的探索、陀螺信號(hào)處理與控制系統(tǒng)的研制以及光電慣性技術(shù)前沿研究工作。作為主要完成者,先后承擔(dān)并完成了多項(xiàng)國(guó)防預(yù)研及國(guó)家高技術(shù)重點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)任務(wù),參與完成了三條激光陀螺批量生產(chǎn)線的建設(shè),在武器裝備的國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)中做出了突出貢獻(xiàn)。先后獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng),獲軍隊(duì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)。2005年入選湖南省新世紀(jì)121人才工程計(jì)劃,2010年入選教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃,2013年獲得軍隊(duì)優(yōu)秀專業(yè)技術(shù)人才一類崗位津貼。榮立三等功1次。
            羅暉校友作為中國(guó)工程院院士、著名工程物理專家、激光陀螺研制領(lǐng)軍人物—高伯龍教授的團(tuán)隊(duì)成員,參與了國(guó)產(chǎn)激光陀螺研制的過程,我們一起來聽聽他們的故事。
             會(huì)議報(bào)告成了奠基之作
        《環(huán)形激光講義》,這個(gè)以單行本的形式發(fā)行的小冊(cè)子,對(duì)于國(guó)內(nèi)涉足激光陀螺研究的人來說并不陌生。1976年5月出版后,即成為國(guó)內(nèi)所有激光陀螺研制單位開展工作的重要而基本的理論依據(jù),至今仍然是從事激光陀螺基礎(chǔ)研究不可缺少的文獻(xiàn)資料。這個(gè)小冊(cè)子的作者就是剛剛涉足這個(gè)領(lǐng)域不滿兩年的高伯龍。
        1975年11月,中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院在長(zhǎng)沙召開全國(guó)激光陀螺學(xué)術(shù)交流會(huì),高伯龍當(dāng)時(shí)因病沒有出席,但會(huì)議遇到了如何繼續(xù)研制的難題,國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)激光教研室的同志建議讓高伯龍發(fā)表意見,于是他就在醫(yī)護(hù)人員的保護(hù)下,去做了半天報(bào)告,會(huì)上向推薦了某型激光陀螺的方案,引起與會(huì)人員的極大興趣。會(huì)后,全體人員又來到學(xué)校與高伯龍交流了半天。
        到了1976年1月,中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院再次邀請(qǐng)高伯龍給上次開會(huì)的全體人員做報(bào)告,6天的會(huì)議,他做了4天的報(bào)告,讓參加會(huì)議的人員都非常的解渴。最后在大家的提議下,高伯龍把報(bào)告的講稿補(bǔ)充整理,由中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院出版發(fā)行了出來。這本《環(huán)形激光講義》在國(guó)內(nèi)的影響特別大,對(duì)激光陀螺的研究指明了基本的理論方向,成了當(dāng)時(shí)我國(guó)激光陀螺研究的奠基之作。
         
                        丁金星高級(jí)工程師在裝配激光陀螺。資料圖片
              中國(guó)工程院院士、著名工程物理專家、激光陀螺研制領(lǐng)軍人物—高伯龍。何書遠(yuǎn)攝
              三十年磨成劍
        在國(guó)防科技大學(xué),有一位耄耋之年的老人,堅(jiān)持每天到辦公室進(jìn)行科研工作,他就是高伯龍,應(yīng)用物理系教授,中國(guó)工程院院士。
        在國(guó)防科技大學(xué),提到高伯龍,大家都會(huì)想到他研發(fā)的激光陀螺。激光陀螺能使飛機(jī)、艦艇等保持正確航向,引導(dǎo)火箭完成使命任務(wù)。
        激光陀螺作為一個(gè)世界性難題,其研制工作在我國(guó)曾幾經(jīng)沉浮。20世紀(jì)60年代開始,全國(guó)十幾家單位投入力量研制,因?yàn)楫?dāng)時(shí)我國(guó)的工藝水平比較落后,無法達(dá)到研制要求,十幾家單位最終都放棄了。高伯龍說:“就因?yàn)閯e人都下馬了,所以我們一定要堅(jiān)持下去,否則中國(guó)的這一國(guó)防關(guān)鍵技術(shù)就會(huì)夭折。”
        由于經(jīng)費(fèi)有限,激光陀螺的實(shí)驗(yàn)室是由舊食堂改造的,狹小破舊。由于激光器檢測(cè)要求嚴(yán)格,實(shí)驗(yàn)室要封閉,夏天酷熱難當(dāng),高伯龍和團(tuán)隊(duì)成員的身上都長(zhǎng)滿了痱子。
        實(shí)驗(yàn)室雖然條件簡(jiǎn)陋,但高伯龍卻把這里當(dāng)成了自己第二個(gè)家,在研制工作最艱難的時(shí)期,他每天在實(shí)驗(yàn)室都超過15個(gè)小時(shí),幾乎每一個(gè)春節(jié)都是在實(shí)驗(yàn)室里度過的。激光陀螺團(tuán)隊(duì)成員平均每年加班1500小時(shí),多的超過2000小時(shí),一年干兩年的活。
        高伯龍患有哮喘病,疲勞時(shí)經(jīng)常發(fā)作。和高伯龍合作了38年的高級(jí)工程師丁金星對(duì)此記憶猶新:“每個(gè)月可能都要出那么兩三次這樣的。很嚇人的!他一發(fā)病,喘不了氣了,就躺那里,坐在椅子上,哈,哈,就喘氣,喘不過來。我就趕快弄杯水,喝杯水吧,可能能化解一下。過半個(gè)小時(shí)左右,慢慢就,哎呀,好了,好了。喘過氣來,咱們繼續(xù)干,就繼續(xù)干,就做實(shí)驗(yàn)。”
        高伯龍帶領(lǐng)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)30年磨一劍。1994年我國(guó)第一個(gè)激光陀螺通過國(guó)家鑒定,使中國(guó)成為第四個(gè)掌握這一技術(shù)的國(guó)家。國(guó)人稱贊“長(zhǎng)民族志氣,提民族信心”。
        近年來,國(guó)防科技大學(xué)自主創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)科研人員,攻克了一系列核心關(guān)鍵技術(shù),取得了一系列自主創(chuàng)新成果,一批批“世界第一”“中國(guó)第一”橫空出世。
              2001年,高伯龍?jiān)菏颗c團(tuán)隊(duì)部分成員在一起。 資料圖片
        激光陀螺的“磨刀石”
        在上世紀(jì)70年代末、80年代初,我國(guó)激光陀螺的研究還處于起步階段,其腔體的機(jī)械加工顯得尤為重要。但是在那個(gè)時(shí)候,國(guó)內(nèi)機(jī)械加工的水平有限,同時(shí)因?yàn)榻?jīng)費(fèi)也有限,根本沒有條件購(gòu)買高精度的機(jī)械加工設(shè)備。但僅憑普通的鉆床和銑床,又無法滿足激光陀螺對(duì)光學(xué)諧振腔較高的幾何尺寸要求。
        激光陀螺創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)雖然是國(guó)內(nèi)開展此項(xiàng)研究最早的單位,但在當(dāng)時(shí)也沒有高精度機(jī)床。當(dāng)時(shí)用的是小型機(jī)床,沒有準(zhǔn)確可靠的定位裝置,鉆孔的位置精度往往依靠人工劃線,需要操作人員的豐富經(jīng)驗(yàn)作保證。所以這種鉆床難以實(shí)現(xiàn)高精度的鉆孔,很難加工出合格的激光陀螺腔體。腔體的機(jī)械加工問題不能解決,激光陀螺的研制也就無從談起,研究工作陷入了僵局。俗話說,“巧婦難為無米之炊”,要在沒有高精度機(jī)械加工設(shè)備的情況下,打造出合格的腔體,似乎是一個(gè)不可能完成的任務(wù)。
        面對(duì)這一難題,團(tuán)隊(duì)成員沒有退縮,他們說,沒錢買“好劍”,我們就把手里的“鈍劍”磨利!他們主動(dòng)充當(dāng)起了“磨刀石”,充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性,對(duì)原有鉆床的結(jié)構(gòu)和工作臺(tái)進(jìn)行改造并自行設(shè)計(jì)配套的數(shù)控裝置,從而將其用于激光陀螺腔體機(jī)械加工。
        磨劍的過程是復(fù)雜而又曲折的,改進(jìn)設(shè)備的每一步進(jìn)展都必定需要千百次的反復(fù)試驗(yàn),才能達(dá)到理想的效果。在一個(gè)個(gè)困難面前,團(tuán)隊(duì)成員總能創(chuàng)造性地找到突破口。激光陀螺創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)就是憑借著這份“勇為無米之炊”的責(zé)任擔(dān)當(dāng),完成了對(duì)鉆床的數(shù)控技術(shù)改造,顯著提高了加工精度、加工效率和成品率,解決了激光陀螺機(jī)械加工批量化生產(chǎn)的難題。
       丁金星高級(jí)工程師與年輕技工交流經(jīng)驗(yàn)。何書遠(yuǎn)攝
              憑借深厚理論功底解決技術(shù)難題
        1978年,激光陀螺創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)研制成功了我國(guó)第一代實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。但團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人高伯龍清醒地認(rèn)識(shí)到,這只是萬里長(zhǎng)征的第一步,工程化的道路上還有許多技術(shù)和工藝問題擺在面前,必須一一克服。其中,最大的瓶頸就是低損耗的反射鏡片,它直接決定了激光器的性能。而我國(guó)的工藝水平又比較落后,要突破這道難關(guān),談何容易?
        不出所料,環(huán)形激光器的工程化,就被卡在鍍膜問題上。望著一片片報(bào)廢的膜片,回想起多少個(gè)日日夜夜和辛勞的汗水,一些人產(chǎn)生了悲觀情緒,向高伯龍說:“工藝上不去,我們干也白干,還是早早收?qǐng)鏊懔恕?rdquo;
        高伯龍也意識(shí)到研制工作的確面臨很大的困難,但他絕不輕言放棄。要解決鍍膜問題,首先要從理論上完成膜系設(shè)計(jì)。只有知道了“為什么”、“是什么”,才能更好的解決“怎么做”的問題。
        于是,高伯龍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開始進(jìn)行膜系設(shè)計(jì)的攻關(guān)。當(dāng)時(shí)沒有薄膜光學(xué)方面的現(xiàn)成資料可以借鑒,高伯龍就從最基礎(chǔ)的麥克斯韋方程組出發(fā),針對(duì)環(huán)形激光器對(duì)薄膜的各種需求,開始了具體膜系的計(jì)算和分析。膜系設(shè)計(jì)中涉及到諸多復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和計(jì)算,當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)技術(shù)還不是還普及。高伯龍憑借著自己深厚的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)和巧妙的設(shè)計(jì)思想,自學(xué)程序設(shè)計(jì)語言,自己動(dòng)手變成,圓滿完成了膜系設(shè)計(jì)工作。
         羅暉教授(中)在陀螺測(cè)試間與學(xué)員交流。何書遠(yuǎn)攝
             用粗糙的手撫摸光學(xué)世界
        激光陀螺的研制一直是工程界的一個(gè)世界性難題。激光陀螺的本質(zhì)是一種環(huán)形激光器,可看似簡(jiǎn)單的器件其研究并不順利,從1960年激光器出現(xiàn)至今,世界上只有中、美、俄、法等國(guó)掌握該技術(shù)。所謂超光滑表面是指利用光學(xué)加工方法、通過精密研磨加工等方式加工生產(chǎn)出表面粗糙度優(yōu)于納米量級(jí)的光學(xué)表面。超光滑表面加工是激光陀螺研究和工程化生產(chǎn)的敲門磚,其加工水平某種意義上決定著陀螺的最終精度。
        為徹底解決這一問題,激光陀螺創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)毅然決定投入優(yōu)勢(shì)力量進(jìn)行攻關(guān),從兩方面入手:一是對(duì)現(xiàn)有工藝進(jìn)行深入研究和剖析,找出影響生產(chǎn)效率和成品率的主要因素,并針對(duì)這些因素開展深入系統(tǒng)研究,提出切實(shí)可行的方案;二是對(duì)高精密光學(xué)加工技術(shù)進(jìn)行全面調(diào)研,了解超光滑表面加工現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),重點(diǎn)掌握近些年來出現(xiàn)的新方法、新技術(shù)。在艱難曲折的攻堅(jiān)過程中,團(tuán)隊(duì)成員夜以繼日工作,最終探索出多套高效、切實(shí)可行的工藝技術(shù)方案。團(tuán)隊(duì)人員把電腦從書桌前搬到機(jī)床前,從辦公室搬到加工間,沉下心來搞研究。金教授原本從事光學(xué)理論研究,毅然舍棄專業(yè)所學(xué),來到加工生產(chǎn)第一線,從普通工藝入手、拜一線工人為師,潛心研究十余年。工程師李曉紅長(zhǎng)期在一線工作,基于對(duì)傳統(tǒng)工藝的認(rèn)識(shí)和研究,加班加點(diǎn)動(dòng)手驗(yàn)證,為工藝改進(jìn)和技術(shù)創(chuàng)新獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。
        全體人員潛心研究、集思廣益、團(tuán)結(jié)協(xié)作,最終將超光滑表面加工技術(shù)問題完美解決,不僅解決了批量化生產(chǎn)問題,而且所加工出的光學(xué)表面質(zhì)量遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)工藝。激光陀螺研究團(tuán)隊(duì)的科技工作者繼往開來,依靠創(chuàng)新創(chuàng)造出了自己的輝煌,他們用自己粗糙的大手“撫摸”光學(xué)世界,為人類了解和利用激光探索道路。
             
      張斌教授在工作。何書遠(yuǎn)攝
        高院士的“另類”故事
        除了推遲的午餐外,高伯龍?jiān)菏康牧眍惞适逻€有很多,都被大家津津樂道。
        高院士的衣服很少,多少年都看到他穿在身上的就那么幾套衣服。人們說長(zhǎng)沙的天氣只有冬夏兩季,高院士在秋冬不太冷時(shí),就裹上了一套棉大衣,到了春天暖和了,還“舍不得”脫下來。熟悉高院士的人都知道原因,一是老是換衣服穿耽誤時(shí)間,但更重要的原因是高院士患有嚴(yán)重的哮喘。對(duì)冷空氣特別敏感,一犯病特別恐怖,喘氣就喘不起來。
        再一個(gè)就是他那干起工作來是“拼命三郎”,在早些時(shí)候,夏天沒有風(fēng)扇、空調(diào),他就穿件背心,一身是汗的反復(fù)做實(shí)驗(yàn),搞研究,冬天就裹著大衣守在實(shí)驗(yàn)機(jī)器旁,就這樣扎在一個(gè)項(xiàng)目里三十多年,這在學(xué)校乃至全國(guó)都是少有的。
       黃云教授在檢測(cè)膜片。何書遠(yuǎn)攝
        不同尋常的作息時(shí)間表
        長(zhǎng)沙的夏天有些悶熱,35度以上的高溫是常有的事情,午間休息避暑是大多數(shù)長(zhǎng)沙人的生活習(xí)慣。學(xué)校的夏季作息時(shí)間表上也清楚的寫著下午15:00上班。而在激光陀螺研究所的門口,卻張貼者這樣一張不同尋常的作息時(shí)間表:下午上班時(shí)間是13:30。
        14:00,艷陽(yáng)高照,大多數(shù)人安心午睡的時(shí)刻,激光陀螺研究所各個(gè)實(shí)驗(yàn)室里卻熱鬧非凡:機(jī)械加工實(shí)驗(yàn)室里機(jī)床在正常運(yùn)轉(zhuǎn),團(tuán)隊(duì)成員在觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果,研究改進(jìn)工藝;光學(xué)加工實(shí)驗(yàn)室里磨床在有規(guī)律的運(yùn)行,總有幾個(gè)穿著軍裝的人在連續(xù)觀察、監(jiān)控和調(diào)試實(shí)驗(yàn)參數(shù),把握微妙的變化,洞悉微觀世界,捧著盒飯盯儀表是常有的事情;電路實(shí)驗(yàn)室,也有不少人在加班加點(diǎn)忙于電路板的設(shè)計(jì)和制作。
        激光陀螺技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)常年奮斗在研制生產(chǎn)一線,他們每天都是如此忙碌,只為滿足國(guó)家和軍隊(duì)的迫切需要。他們的科研任務(wù)實(shí)在是太繁忙了,加班加點(diǎn)、爭(zhēng)分奪秒已經(jīng)成為團(tuán)隊(duì)的習(xí)慣,怪不得有人稱呼他們?yōu)?ldquo;陀螺人”,不光研制激光陀螺,自身也像陀螺一樣轉(zhuǎn)個(gè)不停。
      高伯龍?jiān)菏恐笇?dǎo)學(xué)員撰寫論文。馮凱旋
        食堂實(shí)驗(yàn)室的故事
        1992年以前,學(xué)校激光陀螺研究室一直處于經(jīng)費(fèi)緊張的狀態(tài),正是因?yàn)檠兄平?jīng)費(fèi)不多,高伯龍?jiān)菏繉?duì)經(jīng)費(fèi)的使用是慎之又慎。
        當(dāng)時(shí),條件比較簡(jiǎn)陋,高院士帶領(lǐng)課題組,把舊食堂改造成環(huán)形激光器的實(shí)驗(yàn)室,狹小破舊。由于激光器檢測(cè)要求嚴(yán)格,實(shí)驗(yàn)室要封閉,夏天酷熱難當(dāng),高伯龍和團(tuán)隊(duì)成員的身上都長(zhǎng)滿了痱子。
        實(shí)驗(yàn)室雖然條件簡(jiǎn)陋,但高院士他們卻把這里當(dāng)成了自己第二個(gè)家,在研制工作最艱難的時(shí)期,他每天在實(shí)驗(yàn)室都超過15個(gè)小時(shí),幾乎每一個(gè)春節(jié)都是在實(shí)驗(yàn)室里度過的。環(huán)形激光器的團(tuán)隊(duì)成員平均每年加班1500小時(shí),多的超過2000小時(shí),一年干兩年的活兒。實(shí)驗(yàn)室是由一間舊食堂改造的,沒有空調(diào)還必須封閉,一到夏天,就成了“大悶罐”。高院士光著膀子,揮汗如雨,帶著團(tuán)隊(duì)通宵達(dá)旦地干,一年干3年的工作量,雙腳經(jīng)常腫得連襪子都脫不下。
      羅暉教授(左二)與團(tuán)隊(duì)部分成員在一起討論問題。何書遠(yuǎn)
        曲博士報(bào)到
        2011年6月,地方大學(xué)畢業(yè)的曲博士來到激光陀螺研究所報(bào)到。跟想象的不一樣,這里既沒有歡迎儀式,也沒有寒暄客套。面試和介紹環(huán)節(jié)都在實(shí)驗(yàn)室里自然開始,給他一種既耳目一新又踏實(shí)苦干的感覺。一位教授在大型轉(zhuǎn)臺(tái)前忙碌完,放下手中的實(shí)驗(yàn)工具直接用沾有機(jī)油的手拿起曲博士的簡(jiǎn)歷看了起來,不時(shí)問一些學(xué)術(shù)問題。來到另一位教授的辦公室,桌子上滿滿的擺放著儀器設(shè)備,一看竟分不出是辦公室還是實(shí)驗(yàn)室,談話一開始,教授就說:“我們這兒就是這樣的,你可要有思想準(zhǔn)備啊”。這嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的作風(fēng)深深的吸引了曲博士。
        第二天,曲博士就“入鄉(xiāng)隨俗”,加入到了科研一線。他先是被分配到總成實(shí)驗(yàn)室,從裝盒、旋螺釘、涂膠密封等小事做起,后來又負(fù)責(zé)激光陀螺測(cè)試、信號(hào)檢測(cè)。“工程無小事!”這些看似瑣碎的環(huán)節(jié),都是激光陀螺研制生產(chǎn)不可或缺的。在這里工作半年后,曲博士掌握了激光陀螺的整體結(jié)構(gòu)和工作原理,更加深了對(duì)工程技術(shù)的深刻認(rèn)識(shí)。下半年,他又加入到激光陀螺鍍膜實(shí)驗(yàn)室,開始了學(xué)習(xí)鍍膜工藝,從真空技術(shù)到材料科學(xué)再到薄膜光學(xué),每個(gè)學(xué)科都涉及到了,每個(gè)工藝環(huán)節(jié)都反復(fù)細(xì)致的摸索,年輕的曲博士快速成長(zhǎng)了起來。
              高伯龍?jiān)菏吭诠ぷ鳌YY料圖片

                                                                                                                                   (圖文由國(guó)防科技大學(xué)提供)

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