1月8日,北京人民大會堂裡暖意融融,2007年國家科技獎勵大會在這裡隆重舉行。獎勵大會上,北航先進慣性儀表與導航技術創新團隊令人矚目:他們的「衛星新型姿控儲能兩用飛輪技術」項目榮獲2007年度國家技術發明一等獎,同時,他們的「新型高性能捷聯慣性測量裝置關鍵技術研究及應用」項目還獲得了國家科技進步二等獎。
飛輪是遙感衛星在太空實現姿態穩定的關鍵控制部件,衛星新型姿控儲能兩用飛輪技術」項目的誕生,填補了國內的技術空白,打破了國外在此領域的技術壟斷,解決了我國衛星用新型磁懸浮飛輪的「卡脖子」問題,為新一代衛星的發展做出了貢獻。
面對鮮花與掌聲,42歲的團隊帶頭人房建成教授卻顯得謙虛而冷靜,他把成績歸功於國防科工委、北京航空航天大學和他們所在的儀器科學與光電技術學院的支持和鼓勵,歸功於團隊裡默默無聞、無私奉獻的老教授和全體師生。他說,儘管項目獲了獎,但成績只能說明過去,他們的項目還有更多技術要攻克,他們創新的腳步不會停止。
瞄準前沿立足創新
上世紀末,雖然我國已掌握了基於機械軸承的飛輪技術,但由於機械軸承飛輪有接觸摩擦,精度低,成為嚴重製約我國遙感衛星解析度的進一步提高,壽命從幾年向幾十年跨越的關鍵技術之一。而磁懸浮飛輪採用磁懸浮支承技術,其摩擦力矩可減少兩個數量級,並且壽命長。西方國家為解決衛星的高精度和長壽命問題,從上世紀八十年代就開展了衛星用磁懸浮飛輪技術的研究,但在技術上對我國實行嚴密封鎖。為了打破國外的技術封鎖,解決制約我國高解析度遙感衛星高精度長壽命姿態控制部件這一技術難題,房建成和他的同事們開始了磁懸浮飛輪技術的研究。
控制力矩陀螺是空間站及大型衛星必不可少的姿態穩定、姿態控制執行機構,而基於磁懸浮軸承技術的控制力矩陀螺只有俄羅斯搞過,用於「和平號」空間站。當初該創新團隊也只是知道俄羅斯採用了磁懸浮軸承,但對於怎麼做、用什麼技術則一無所知。2000年,房建成在一些國際會議和調研中,希望和國外的科研機構談技術合作,但是一涉及到磁懸浮軸承的控制力矩陀螺的問題,對方就婉言謝絕了。面對國外的技術封鎖,北航先進慣性儀表與導航技術創新團隊立志依靠自主創新,研製出中國人自己的磁懸浮飛輪和控制力矩陀螺。因為「北航作為新中國第一所航空航天高等學府,我們責無旁貸!」
今天的成功讓人羨慕,但自主創新是一個漫長而艱苦的過程,一點的浮躁或者急功近利的心理也要不得。一個個黑夜、一個個白天,沒有周末、沒有假期,團隊成員查資料、調參數、做測試,他們以國家的需求為牽引,懷著為祖國爭光、為中國的航天事業爭光的堅定信念,形成了「甘於寂寞、勇於創新」的良好氛圍。年輕人「初生牛犢不怕虎」、老教授「默默甘為鋪路石」,經過近十年的艱苦奮鬥,終於在自己的研究領域取得了多個國內第一:研製成功國內第一臺超高速磁懸浮姿控儲能兩用飛輪、國內第一臺高精度長壽命磁懸浮反作用飛輪。同時,該創新團隊研製成功我國第一臺單框架磁懸浮控制力矩陀螺,並在國際上首先進行雙框架磁懸浮控制力矩的探索研究。
厚積薄發十年一劍
先進慣性儀表與導航技術創新團隊屬於北航精密儀器及機械國家重點學科,該學科是北航最早的五個國家重點學科之一,其前身為我國第一個航空陀螺與慣性導航專業(即北航第五研究室),為滿足「兩彈一星」工程慣性制導技術的急需,由錢學森先生提議,並由林士諤先生在1956年創立。經過五十年的發展,該學科已發展成為我國慣性技術的發源地和自主創新的搖籃。
說到團隊所屬學科五十年來的發展,團隊成員都很驕傲。在國內已有的約十類陀螺儀中,七類由該學科率先研究或研製成功。上世紀50年代林士諤先生帶領研製成功國內第一個液浮陀螺,60年代研製成功國內第一個氣浮陀螺,70年代研製成功國內第一個撓性陀螺;張惟敘教授和酈吉臣教授80年代初在國內分別率先開始光纖陀螺研製和半球諧振陀螺研究;90年代初李振祥教授在國內率先開始控制力矩陀螺的原理研究;90年代末以房建成等年輕人為主的創新團隊在國內率先研究用於大型太空飛行器的磁懸浮控制力矩陀螺;進入新世紀後,2001年該團隊在國防科工委民用航天專項支持下率先開展了磁懸浮姿控儲能兩用飛輪的研製;2004年在國內率先進行了高精度磁懸浮反作用飛輪的研製;2006年在國際上率先開展了雙框架磁懸浮控制力矩陀螺的研製……
房建成說:我們的很多經驗、精神是從老一輩身上學來的,學科創立五十年,我們新一輩團隊的研發也近10年,我們趕上了國防科技工業快速發展的大好機遇,得到學校和學院對我們的大力支持,老一輩播種、長苗,到了現在,水到渠成,開花結果。」
精誠團結合力攻關
北航新一代的先進慣性儀表與導航技術創新團隊剛起步時只有十幾人,經過十年的發展,現在已經發展為100多人。北航儀器光電學院黨委書記孫玉珍說「我看著這個創新團隊從小到大、從弱到強一步步的走過來,自始至終他們這個團隊最大的特點就是團結。這個團隊有一種闖勁兒,特別能吃苦,有心氣兒。」
房建成教授動情的說「我們團隊裡的老教授七十多歲了,他們每天和我們一樣在實驗室做研究,他們不求名、不求利。團隊裡還有很多默默奉獻的老師和學生,他們每天一樣熬到深夜,一樣沒有節假日,但每個申報獎項的課題填寫研究人員都有人數限制,我們不得不割捨掉很多同志,他們為項目的研製付出了大量的心血,雖然獲獎名單上沒寫他們的名字,但他們沒有絲毫的怨言,這些同志其實是最偉大的。」
寒冷的冬天,團隊裡六十多歲的老教授和工人師傅抱著三十多公斤剛加工成的陀螺,頂著寒風、騎著三輪車去航空二三二廠加工。看著累得滿頭大汗卻面帶笑容的老教授,團隊成員都被他對事業的深情所打動。正是這些老教授們的敬業精神點燃了年輕人對科研工作的熱情。
2003年北京非典時,團隊的項目研發也進入了攻堅階段,房建成和團隊成員都是一次又一次地通宵熬夜。就在「非典」肆虐的緊張時期,他們卻毫不畏懼,一心撲在項目上,連續二十多天都是凌晨五點才離開實驗室。
雖然每天熬夜,但他們心裡充滿了自豪和驕傲,要為中國人爭光,作為我們就是靠那小小的陀螺!」
最難忘2002年的時候,當時陀螺失穩的技術還沒有解決,由於陀螺旋轉的速度很高,一旦失穩,將會有很大的危險。有一次,轉到2萬轉的時候磁懸浮陀螺突然失穩,掉了下來,摩擦高溫把保護裝置都燒焦了,整個實驗室瀰漫著一股焦味。博士生們回憶說「那次事故房老師一句話都沒說,他認準的事不管多難,一定要成功,從來就沒見他洩氣過。」
十年來,團隊成員們在實驗室度過多少個通宵已經記不清了,而他們休息的日子、他們陪家人、陪孩子的次數卻能數清。新的一年來臨了,房建成和他的同事們充滿信心地展望未來:「『十一五』期間,我們將繼續圍繞國家重大需求進行研究,要實現儀器光電學院研製的八個核心部件在六顆衛星進行試驗驗證,打破國外封鎖、填補空白,為我國衛星技術的跨越式發展做出貢獻。」（本報通訊員賈愛平 鄧怡 本報記者豐捷）