為了雄鷹自由飛翔——記中國工程院院士俞夢孫

2021-01-13 中國政府網

    新華社北京7月17日電(張玉清、申進科、楊振)雪域高原,披掛嚴整的某新型戰機待命出徵。

    「起飛!」隨著飛行指揮員一聲令下,空軍航空兵某師副參謀長李衛國等4名飛行員駕機升空、直刺蒼穹……

    他們良好的身體、心理狀態,與上次到高原後整夜失眠、頭痛欲裂的情形形成鮮明對比。巡航歸來,李衛國感慨地說:「多虧有俞夢孫院士這個堅強的靠山!」

    曾獲得國家科技進步一等獎和全國科學大會獎的中國工程院院士、空軍某研究所航空醫學工程研究中心主任俞夢孫,恪守「緊盯作戰需求、服務一線部隊」的科研方向,年近八旬依然8上雪域高原開展軍事航空醫學科研試驗,破解多項航衛保障世界性難題。

    「平時不畏艱險,戰時少擔風險!」與俞夢孫院士「面對面」的一番暢談,讓記者深深感受到一位老科學家的「打贏意識」和使命擔當。

    「要讓共和國戰鷹在雪域高原自由翱翔」

    曾幾何時,空軍航空兵高原短期和小分隊駐訓,逐漸轉變成多機種常年駐訓。然而,面對低壓、低氧、低溫的自然環境,缺乏有效航空衛生保障手段,駐訓飛行員吃不下、睡不好,基礎體能、飛行耐力和抗荷能力難以保持,直接影響飛行作戰訓練任務完成和飛行安全。

    「要讓共和國戰鷹在雪域高原自由翱翔,儘快形成戰鬥力!」在空軍黨委機關的支持下,空軍某研究所決定組成科研試驗隊奔赴高原攻關,俞夢孫獲悉後第一個請纓。

    研究所所長羅永昌和政委謝光林沒有同意。這名年近八旬的老院士再三請戰:「試驗隊正式名單上可以沒有我,就讓我當一個『編外隊員』吧!」

    終於,俞夢孫和科研試驗隊一起奔赴雪域高原,開展全軍首次成規模、成系統高原軍事航空醫學科研試驗。

    冬季是雪域高原自然環境最惡劣的季節,低氧、低溫、低壓等惡劣的環境,給科研試驗帶來許多意料之中的困難。頭疼、胸悶、呼吸困難……這些高原反應像幽靈一樣,看不見、摸不著,卻時刻威脅著隊員的健康和生命。

    為了預防感冒,隊員們甚至輕易都不敢洗澡。即便如此,37名隊員中,還是不斷有人出現嚴重的高原反應。終於,俞夢孫也發起高燒……

    「在崗一分鐘,戰鬥60秒」。俞夢孫一邊採取生理上的自我調節,一邊戰高原、鬥風雪,指導科研團隊在不同海拔高度展開各項試驗:

    海拔近3600米,探索出信息化航衛保障模式手段,設計出合理用氧和心理衛生保障方案;

    海拔3700多米,制訂高原膳食營養調控和抗荷體能訓練等措施,有效提高飛行員基礎體能、飛行耐力和抗荷能力;

    海拔4200多米,探索人體生理心理耐限及飛行認知能力影響,為研究提出系統綜合航衛保障措施打下堅實基礎……

    通過分析總結大量第一手科研數據,俞夢孫在世界上首次構建了入高原初期人體適應低氧環境動力學模型,並首次提出「人體自組織系統環境適應理論」,指導科研試驗隊通過90天的高原試驗,在攻關世界性高原航衛保障難題上邁出關鍵一步——設計的高原航衛保障方案能保證飛行員進入高原後,即使不用藥、不吸氧,也不出現高原反應,實現「急進高原迅速形成戰鬥力、常駐高原持久保持戰鬥力」。

    經過總部組織的專家組認定:這是全軍高原航空醫學科研的一個裡程碑。

    自從2006年第1次登上高原後,俞夢孫短短數年時間,先後8上高原。

    2010年3月,空軍對高原供氧工程進行「回頭看」,俞夢孫登上海拔5374米的甘巴拉雷達陣地,親自為官兵檢查、測試供氧設備。

    2011年8月,研究所決定再到甘巴拉雷達站採集科研數據,俞夢孫身著「可穿戴生理信息檢測系統」,一步步爬上山巔的甘巴拉雷達陣地,改寫了1年前由他書寫的登上甘巴拉雷達站最年長的紀錄。看著因高原反應嘴唇發紫、仍忙著採集數據的俞夢孫,同行的研究所訓練科研部部長王生成和雷達站官兵感動不已。

    「甘巴拉是我古稀之年登上的最高峰,但航空生物醫學科研事業永無最高峰。只要生命不息,就要戰鬥不止!」與雷達站官兵告別時,俞夢孫動情地說。

    「涉及飛行員生命安全的事,不允許我們再等下去啦」

    低空跳傘成功率,事關飛行員的生命安全。

    那年,為了解決「零高度彈射」難題,我國正式開始研製I型火箭彈射裝置。受領任務後,俞夢孫與戰友借來小板車,挑起扁擔,帶著科研器材來到試驗基地。

    這是一個極富挑戰的艱巨任務,涉及多個學科,而成功的關鍵所在是,獲取火箭彈射時人體脊柱過載的精確數據。俞夢孫手頭僅有三個耐限標準:18G、300G/s、0.2s——火箭彈射時加速度不能超過18個G,增長率不能超過300G每秒,時間不能超過0.2秒。只有這樣,才能保住飛行員的脊椎和寶貴的生命。

    在連續3年的試驗中,俞夢孫小組不僅獲得我國第一條火箭彈射曲線,而且提出了建立在模擬理論基礎上的人體脊柱對衝擊性加速度作用動力響應模型。正當火箭彈射試驗結果與三個耐限數據發生矛盾,使近50人的試驗隊陷入焦慮時,俞夢孫創造性地提出利用電子模型研究脊柱對加速度增長率耐受標準,還和戰友們一起研製出「人體脊柱力學電子模擬裝置」,從理論和試驗上解決了三項耐受標準與試驗結果的矛盾。

    雖然在模擬試驗中取得極大成功,仍引來一位醫學權威的質疑:用電子模擬裝置代替人試驗,可靠嗎?

    為了說服這位專家,也為了找到模擬理論科學依據,俞夢孫決定在自己身上做小火箭試驗。一旦彈射失敗,輕則癱瘓、重則要命。戰友紛紛勸俞夢孫放棄:「這是一項有風險的試驗,你沒必要冒這麼大風險;我們可以再找其他解決辦法。」俞夢孫堅持完成這次彈射:「涉及飛行員生命安全的事,不允許我們再等下去啦!」

    試驗那一天,俞夢孫果斷地拉下彈射把手。只聽「轟」的一聲巨響,俞夢孫在火箭推動下迅速升到彈射架頂端。

    人人都捏了一把汗。

    結果顯示,俞夢孫冒著生命危險獲取的數據,與「人體脊柱力學電子模擬裝置」數據完全一致。

    今天,「零高度彈射」技術已經廣泛應用在多型飛機上,為保護飛行員的生命安全發揮了重要作用。富有戲劇性的是,曾經質疑俞夢孫的那位專家在8年後的一次出訪中,赫然發現美國人正在用俞夢孫當年用過的方法做火箭彈射模擬人體試驗。

    「說俞院士功成名就,一點兒也不誇張!」研究所政委謝光林感慨道,「即便如此,他躬身實踐的科研作風也沒有絲毫減退。」

    為了測試正常人的常態食道壓力,需要把粗管子沿著食道插入胃裡。聽完科研人員的講解,配合開展試驗的戰士一下子就發懵了,捏著8毫米粗細的橡膠管子,猶豫再三也不願往嘴裡放。

    俞夢孫平靜地對助手說:「準備開始試驗!」話音未落,俞夢孫將管子往自己嘴裡塞了進去。

    躬身實踐、勇於擔當,使俞夢孫收穫了一個又一個成果。他將我國第一臺航空生理遙測裝置送上藍天,使我國成為世界上第三個掌握航空醫學遙測技術的國家;在國際上率先提出「群浮地生物電測量技術」概念,率先研究「無創傷人體逐拍動脈血壓測量技術」;研究的3大類19種醫學測量儀器與技術,成為獲國家科技進步一等獎的「軍事航空醫學研究與應用」重要組成部分,推動了我國航空生物醫學工程科學發展,時至今日仍在保障飛行安全上發揮著重要作用。

    「科學家的創新成果首先要服務祖國和人民」

    對飛行員睡眠狀況進行科學檢測,是世界航空醫學界重點關注的課題之一,我軍也將「飛行員飛行前夜睡眠不良」列為對飛行員放飛把關的一項重要指標。

    能否更加科學高效地評估飛行員睡眠質量?一直恪守「為航空兵部隊研製最先進衛勤裝備」諾言的俞夢孫,決定設計一款能量化評估睡眠質量的床墊。

    當時,採集人睡眠時生理信號的方法,通常是在受檢者頭部粘貼多個電極和傳感器。作為曾經的醫生,俞夢孫知道這樣做不僅會影響睡眠,還會造成心理障礙。可是,為了拿到第一手數據,為了找到科學的檢測睡眠質量的方法,他義無反顧。

    睡覺前,俞夢孫在助手的配合下,把各種電極、傳感器貼在自己頭上,由於滿腦子都「裝」著電極,焦慮、煩躁席捲而來,怎麼都睡不著。

    第二天,想睡卻睡不著;第三天,不但睡不好還伴有頭暈;第四天,開始吃安眠藥。這一吃,俞夢孫就「賴」上了。直到數年後,才逐漸擺脫對安眠藥的依賴。

    無數個不眠之夜,無數次單調枯燥的計算。俞夢孫帶領課題組從確定床墊設計方案,到研製信號採集放大盒;從尋求數據傳輸辦法,到開發計算機分析軟體;從篩選元器件,到質量監控……開始了一個又一個艱苦的攻堅。

    十載艱辛攻關,十載奮力拼搏,俞夢孫和課題組終於收穫成功的喜悅——傾盡數年心血研製的「床墊式自然睡眠檢測系統」誕生並順利通過國家評審。

    塵封的檔案,記錄著專家組的評價:系統達到國際先進水平,為飛行安全加裝了保險鎖,將大幅提升空軍戰鬥力的保障效能。

    這年,外方一家研究機構聽說後,準備以3000萬人民幣的價格購買相關技術。「科學家的創新成果首先要服務祖國和人民!」俞夢孫斷然拒絕。如今,這種神奇的床墊已經發展到第三代,在越來越多飛行部隊推廣應用後,有效地提高了航衛保障能力。

    創新一項接著一項,成果令人目不暇接——「動態心電圖記錄分析系統」榮獲軍隊科技進步一等獎,「病人監護網絡」榮獲中國首屆高新技術成果暨新產品交易博覽會金獎、國家科技進步二等獎。新世紀之初,我國第一個數位化全病區醫學信息監控系統,在他的主持下研製成功。

    近年來,俞夢孫還把目光聚焦醫學前沿,提出「以健康為中心」的新醫學模式和「健康物聯網」發展戰略,被專家認為「是促進我國醫學變革事業和發展的新型健康產業之間的必然結合點」。

    研究所政治部主任劉發忠說,在俞夢孫領銜和帶動下,研究所湧現出60多名全國、全軍級專家和空軍高層次人才,「系列化前庭功能檢查計算機處理和評定系統」等36項國家級成果和284項軍隊級成果,正在為空軍官兵乃至億萬人民群眾的身體健康提供保障。

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