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潜艇成功搭载中国心!“成了!我们终于成功了!”“拿下!这次全部攻克!”“电磁之父

潜艇成功搭载中国心!“成了!我们终于成功了!”“拿下!这次全部攻克!”“电磁之父”马伟明:一人堪比十个师,成功为潜艇装上“中国心”!

马伟明团队历经多年苦战突破电磁难关,把核心装备牢牢攥在国人自己手中。

潜艇藏在深海,大家容易想到的是鱼雷、导弹,以及能潜多深、跑多快。但这些本领背后,还有一个不太露脸、却不能掉链子的系统:发电和供电。

艇上的设备要工作,就得有稳定的电源。对空间紧张的潜艇来说,供电设备还得尽量小、轻、高效。这就像给一间寸土寸金的房子装修,设备想多装一点,管线又不能乱,最后还得保证全天可靠运行。难度可比家里换个配电箱大多了。

马伟明团队为潜艇打造的“中国心”,正是在这些硬要求下,一步步磨出来的。

把时间拨回早期攻关阶段,条件远没有今天这么好。在导师张盖凡指导下,马伟明和同事用仅有的3.5万元经费,制造两台小型十二相发电机,研究场地则是一间由洗漱间改造的实验室。

起点听着有些寒酸,碰到的问题却是世界级的:多相整流发电机系统在一定条件下会发生“固有振荡”。

这里的振荡,涉及电气系统运行的稳定性。设备能够发出电,和能够在不同工况下可靠供电,是两道不同的考题。潜艇要长期执行任务,显然不能只交第一份答卷。

解决这种问题,也不是把零件换大一点、材料用厚一点就行。必须摸清振荡怎样产生、什么条件会触发,再找到能够抑制它的办法。理论解释不通,试验就容易绕圈;试验数据不扎实,理论又可能只是纸上谈兵。

他们为此反复拆装、调试、测量,分析数十万组数据,前后用了六年。最终,团队研制出稳定装置,发明带稳定绕组的多相整流发电机,攻克了这一难题,相关成果获得2000年度国家科技进步一等奖。

我觉得,这段经历最有分量的地方,是他们把一个“不稳定怎么办”的问题,变成了中国人能够回答、能够解决的问题。核心技术自主可控,首先得体现在这种具体能力上。

解决稳定性问题之后,团队又遇到了新的需求:新一代潜艇需要体积更小、重量更轻、容量更大、效率更高的交直流电源。

交流电和直流电各有用途,潜艇上的不同设备,对供电也有不同要求。怎样把这些需求更紧凑地整合起来,是一道实实在在的工程题。

马伟明提出的思路,是让一台电机同时发出交流、直流两种电。

大白话讲,就是让一个系统承担更多供电任务。但“合在一起”容易说,实际设计时,不同部分如何配合、怎样稳定运行,都需要重新研究。工程上的集成,绝不是把两台机器挤进同一个壳子。

经过十年攻关,团队研制成功世界首台交直流发电机系统,让中国潜艇拥有了具备完全自主知识产权的“中国心”。这项成果又获得2010年度国家科技进步一等奖。

所以,这颗“心”的意义,既有装备性能上的进步,也有技术主动权上的变化。

掌握原理和设计,后续遇到新需求,就有能力自己改;发现问题,就有条件自己查;需要升级,也能够沿着自己的技术积累继续走。对国防装备来说,这种持续改进的能力非常重要。

我一直认为,衡量自主创新,不能只看样机亮相时多热闹,还要看成果能否进入装备、解决使用中的问题。实验室里成功是一关,真正转化为可靠的装备能力,又是一关。

马伟明团队的攻关也没有停在一台发电机上。此后,他们继续研制高速感应发电机系统,并把研究推进到舰船综合电力系统。

这意味着,研究视野从“怎样把电发出来”,进一步扩展到“怎样把整艘舰船的电安排好”。推进和其他用电需求怎样协调,能源怎样分配,系统怎样稳定运行,都要放在一起考虑。

在综合电力系统研究中,马伟明选择中压直流技术路线,经过长期攻关取得突破。这种选择体现了一种科研判断:面对装备需求,要认真比较技术路径,也要敢于研究前人尚未走通的方向。

当然,敢选路只是起点。最后能不能走通,仍然要靠理论、试验和工程结果说话。科研中的胆量,必须配得上验证的耐心。

说到这里,还应该把镜头从马伟明身上稍微拉远一点。

早期有张盖凡的指导,有刘德志等人的共同研究,后来又有不同方向的骨干接力。2002年,团队把新型高速异步电机的主设计师重任交给了年仅24岁的研究生王东,让年轻人在重大任务中成长。

这让我觉得,马伟明的价值还有一层:他不仅推动技术突破,也在培养能够继续突破的人。一项成果解决眼前的问题,一支成熟的团队,则能不断迎接新的问题。

2016年1月,马伟明领衔的团队获得国家科学技术进步奖创新团队奖。这份荣誉落在“团队”上,很有意味。领军者负责把握方向,众多科研人员负责把难题一处处攻下来,缺了哪一环都不行。

今天再看潜艇的“中国心”,最值得自豪的,是中国科研人员把长期积累变成了自己的设计、自己的装备和继续向前的能力。深海里的底气,正是由这些不声张、却经得起检验的工作一点点攒出来的。