——记北京理工大学机电学院特别副研究员白志玲

　　　郑 心  　

　　猛然破裂为“爆”，火力迸发为“炸”，二者相结合总是能让人第一时间想起极具杀伤力的武器与十分惨烈的战争场面。殊不知，“爆炸”或可指向战争，亦可守护和平——1964年10月16日，新中国“第一朵蘑菇云”升空，自此，不仅外敌再难来犯，核能的开发利用也在同一时期成为可能。创造出这历史一刻及继往开来新时代的科学支撑，正是1962年，钱学森院士与郑哲敏院士在中国科学院组织建立的全新学科——“爆炸力学”。60余年后，北京理工大学机电学院特别副研究员白志玲从前辈手中捧过接力棒，力争通过研究爆炸的发生发展规律及爆炸力学效应的防护与利用，践行“用知识丰满国防羽翼”的时代使命。时光荏苒，随着科技水平的不断提升，无论是人员配置还是实验设备较之当年都已大相径庭，但不变的却是行业中人的一颗爱国初心。“强国进而守护和平是一篇大文章，因此我不敢奢望能与前辈比肩，只希望站在巨人的肩膀上笃行致远，献上自己的一份绵薄力量。”白志玲说。

金戈铁马的余音

　　白志玲本没有想到，自己会走上这样一条“硬核”的研究道路。与北京理工大学（简称“北理工”）爆炸力学专业结缘最初只因其声名在外，“我是冲着这张‘王牌’而来。”白志玲坦言。但4年的力学研究系统训练却让她日益萌发出接续探索的念头，“越学越觉得前路广阔，越接触越感到大有可为”，这是她对学科的评价，也是让她扎根于此十数年的根本原因。

　　不过，在开启博士阶段研究之前，白志玲的主研方向一直是生物力学。彼时她师从恩师季葆华教授，“季老师敏锐的学术洞察力、严肃的科研态度、严谨求实的治学精神及精益求精的工作作风都深深地影响着我，潜移默化地训练了我日后从事科教工作的基础素养，令我受益终生”。然而，随着科研工作的推进，白志玲发现自己在理论建模方面虽有所突破，但实验及测试技术能力仍是短板，于是博士阶段她辗转进入恩师段卓平教授的科研课题组，也自此叩开了爆炸力学研究的大门。“不可否认，段老师是一位严师。”白志玲如此说，但她随即补充：“段老师‘严’在学术，‘严’在律己，而非苛以待人。从段老师身上，最直观的收获便是对待实验策划、试验件图纸、测试技术细节等各个重要环节的严谨性。他总说，正是无数个最平凡不过的细节，才构建起了‘不平凡’的科研。”

　　2016年，白志玲跟随段卓平教授参与了“飞片冲击起爆高能钝感高聚物粘结炸药的实验研究”，正式揭开了她与科研项目“交锋”的序章。在百余个殚精竭虑的日夜之后，她发表了人生第一篇爆轰物理学领域文章。为了对比奥克托今（HMX）基和三氨基三硝基苯（TATB）基高聚物粘结（PBX）炸药冲击起爆爆轰建立过程的差异，她与导师聚焦于高能钝感炸药的爆轰成长特性的研究过程，采用火炮驱动铝飞片实现平面冲击加载，建立了一维拉格朗日锰铜压阻实验测试系统，不仅探明了两种炸药冲击起爆爆轰成长过程中，不同的拉格朗日位置处压力变化历史，还基于所得数据，标定了高能钝感PBX炸药的反应速率方程。

　　旧日金戈，今日科技，在爆炸力学研究中耕耘的时间越久，白志玲越深刻地感知到科技洪流汩汩向前，释放出催人向上的磅礴伟力。“千百年前人们视爆炸性武器为洪水猛兽，认定谁掌握了爆炸原理谁就是摧毁和平的巨大威胁，但今时不同往日，依托科学，我们可以正确认知爆炸是一种释放能量的物理过程，从而将爆炸力学这种介于流体力学、固体力学乃至化学之间的交叉融合研究方法，更广泛地应用至武器研制、交通运输、水利建设、矿藏开发、机械加工、安全生产等关乎民生的方方面面，将‘铁马金戈的余音’转换为‘逐梦和平的驼铃’。”白志玲说。

挖掘安全之要诀

　　正如白志玲所言，多年来，北理工机电学院瞄准国家重大战略需求，依托在国防领域和兵器科学与技术学科的独特优势，在武器装备等国防领域和柔性防爆、烟花民爆、含能材料等民用领域均取得重大成就，对拓宽世人对爆炸力学的认知疆域起到重大作用。“立足于这样的平台之上，我感觉很幸运。”她说。

　　2019年，白志玲伴着中华人民共和国成立70周年庆的欢腾气氛开启了自己独立承担科研工作的人生新篇。阅兵仪式上，由北理工机电学院参与研制的30余型武器装备熠熠生辉。光芒掩映之下，白志玲等初出茅庐的莘莘学子面临着更多的压力和挑战。“当时工作很多、项目很多、方向也很多，本来遇上这样的机遇时期能够锤炼自己是一件极其值得庆幸的事，但机遇的井喷却同时让我看清了自身的不足，我无法像我身边的导师、前辈那样如鱼得水，以所学报国。单是写材料、做实验、带新人等‘多线并行’的生活已经让我疲于应付，就别提静下心来深入挖掘力学奥秘了。”焦虑时期，巨大的不安与不自信笼罩着白志玲，但她却从未有过在科研工作上打退堂鼓的念头，“畏难者只会一蹶不振，迎难而上者才能越挫越勇”的信念支撑着她逐步磨去自身的青涩稚嫩，最终化为锐意进取的奔腾后浪。

　　2021年恰逢“十四五”开局之年。这一时期，我国正处于百年未有之大变局的深度调整期、百年未遇之大疫情持续影响期和“两个一百年”奋斗目标的历史交汇期。3个百年大局相互叠加、交互作用，塑造了新时期我国社会发展错综复杂的时代背景，也凝聚起了国人“乘风破浪开新局”的决心与力量。身处洪流之中，白志玲也希望凭借自己多年来的潜心钻研与沉淀，肩负起时代赋予青年学者“勇拼搏、敢担当”的责任。以“强约束固体炸药燃烧裂纹网络反应演化模型研究”为切入点，依托北理工爆炸科学与技术国家重点实验室的平台，她和团队为量化反应烈度、保障炸药安全交上了高分答卷。

　　“为攻克约束装药非冲击点火后反应演化调控理论建模难题，那个时候我和段老师几乎驻扎在办公室里，外面疫情比较严重，也经历了挺多困难。”再提旧日，白志玲已是风轻云淡。据她回忆，当时最大的困难当属人手短缺，“因为人员流动不便，整个模型建立过程中，细节讨论、推翻后重新构建、程序调试、数据整理、结果验证等工作历时近3个月。虽然过程不是一帆风顺，但结束之后我从中获得的成就感也是前所未有的，很感恩也很庆幸自己能遇到这样的老师和这样的项目。”白志玲补充道。在实验中，他们得出了一系列创新性结果，为弹药在意外刺激下的安全性设计和烈度量化评估提供了理论基础。

　　值得一提的是，项目的完成也为白志玲之后聚焦重点提供了灵感，循着弹药安全设计的研究脉络，她向钝感高能炸药的冲击起爆机理研究、构建宽适应范围反应速率模型毅然“亮剑”。

　　“随着现代军事作战平台的发展，武器弹药的安全性间接决定着高价值作战平台的生存力和战斗力。因此，发展钝感高能炸药是当今重要的技术途径，如HMX/TATB混合基高聚物粘结炸药（PBXs）和2，4-二硝基苯甲醚（DNAN）基熔铸炸药等，是近年安全弹药装药发展的重要方向。炸药装药的起爆感度是弹药的重要性能指标之一，研究钝感高能炸药冲击起爆机理是了解其起爆感度和安全性能的关键，宽适应范围反应速率模型是弹药安全性设计和数值评估的理论基础，具有重要的学术意义和实际应用价值。”白志玲介绍道。

　　但钝感高能炸药的冲击起爆过程作用机理极为复杂，目前研究人员对冲击起爆的“热点”机制研究远远不足，现有反应速率模型考虑“热点”机制单一、适应性差，不能有效地预估其起爆感度。“钝感高能炸药作为一种典型的非均质固体炸药，其冲击起爆过程非常复杂，受多种因素的影响，除了炸药的组成配方、温度、加载压力外，与炸药自身的细观结构特征，如炸药的颗粒尺寸分布、孔洞分布特征等也密切相关。此外，与其他凝聚炸药相比，钝感高能炸药的临界起爆压力更高，化学反应区更长，冲击起爆爆轰成长过程更复杂……”白志玲所列举的桩桩件件都是其科研道路上需要接连打通的关卡，而2023年是她承前启后的全新一年。依托相关重大课题，她提出了“热刺激约束DNAN基不敏感熔铸炸药装药点火后反应演化调控模型”，计划针对DNAN基不敏感熔铸炸药反应演化过程给出监测方案。

　　近年来，2，4-二硝基苯甲醚（DNAN）基不敏感熔铸炸药的发展势头迅猛，因其具有能量密度高、感度低、耐热性能好、易于装填等优势，在不敏感弹药装药中得到广泛应用。但它在慢烤等高温条件下熔铸炸药基体会发生熔融、相变等现象，产物气体在液态组分中易形成高温燃烧气泡，同样值得重视。而这一演化过程涉及气-固/液耦合、流-固耦合作用等问题，与之前提出的其他燃烧裂纹网络模型已不匹配。为此，白志玲与团队只得重新考虑燃烧气泡云的尺度分布和激活发展机制，建立了熔铸炸药点火后燃烧气泡云反应演化调控模型。值得一提的是，这一模型可较好地反映炸药本征燃烧速率、壳体约束强度、装药结构尺寸、预留空气隙体积、泄压孔面积等对装药反应演化过程和终态反应度的影响规律，为弹药热安全性设计和量化评估提供了可靠的理论依据。

　　另外，针对PBX炸药，白志玲也依托国家自然科学基金项目就其冲击起爆多“热点”机制及相关反应速率模型展开研究，目前仍在如火如荼地布局之中，不过她的初步想法已经足够清晰，项目拟针对冲击起爆微喷射机制的数学表征、多种“热点”的耦合作用机制，以及多因素影响的统计“热点”反应速率模型构建中悬而未决的问题展开“精准打击”。

　　“如今，武器装备的安全性已经成为各国间武器弹药研制的底线，同时也是武器弹药的核心指标。因此本着发展不能‘零敲碎打’，安全不可‘一失万无’的宗旨，我需要继续学习、继续拼搏，方能不负时代的嘱托、先人的心血。未来，只要最好的‘猎枪’握在自己手中，便是对国家安全和世界和平最有力的维护与捍卫了。”白志玲说。虽然道阻且长，但赶路的人虽苦犹乐。“我只须心无旁骛地走下去，踵事增华，或许未来功成不会在我，但一定有我。”白志玲说。

专家简介

　　白志玲，北京理工大学特别副研究员、硕士生导师，主要从事爆炸与冲击动力学、弹药安全性设计与评估相关研究工作，包括含能材料点火起爆与爆轰机理、非冲击点火事故反应演化、弹药安全性设计、爆炸与冲击动态测试技术等。主持国家自然科学基金项目、基础加强计划重点项目、装备预研重点实验室基金、专项重点项目等课题多项；以第一/通讯作者发表学术论文20余篇，申请国家发明专利7项，编写专著1部。