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余庆波:弹药的“硬核”攻坚

来源:  发布时间:2021-07-30

宋 洁
  

  2017年1月,北京的初冬寒风刺骨,冷得空气似乎也要凝固起来。可站在人民大会堂外的余庆波,却没有感到一丝寒冷,内心反而备感温暖,激动万分。
  这个时刻,余庆波想了很久,也等了很久。在2016年度国家科学技术奖励大会的现场,北京理工大学机电学院教授余庆波作为项目第二完成人,获得了国家技术发明奖二等奖。
  从开始研究这个弹药领域最难啃的“硬骨头”,到捧回国家技术发明奖二等奖,余庆波走了近20年。多年来,他始终心系国防,不忘心中的强军梦,将研究重心放在兵器毁伤与弹药工程方向上,并在导师王海福教授的带领下,与团队攻坚克难,率先在国际上成功研制出领先技术并应用,大幅提高了弹药的毁伤威力。
  “做科研到现在,要说最快乐的时刻,还是要数站上国家科学技术奖领奖台的那一刻。”多年后,余庆波如是说道。
  
小弹丸大能量
  人们常爱用“弹丸之地”来形容一个地区的小,虽说弹丸确实很小,尤其是枪弹的弹丸更小,但千万不要小看这小小的枪弹,它在整个弹药发展史中占有重要的地位。
  1000多年前,中国人打开了火药这个潘多拉魔盒,此后弹药便一直被广泛地应用于战争中。发展到今天,弹药经历了杀爆弹、穿甲弹、破甲弹、飞航导弹、弹道导弹等不同类型的变化。尽管在功能、威力方面都在不断革新,但归根到底,这些弹药还需要借助炸药爆炸驱动毁伤元作用目标。而余庆波问鼎国家科技大奖的成果,彻底突破了这一局限,改变了传统的毁伤模式。
  这项突破性成果为我国弹药的升级换代带来了新的春天。
  传统的杀爆弹内部由成百上千个破片组成,平时都老老实实待在弹里,“养兵千日用兵一时”,这些破片只有在需要时才会通过炸药爆炸驱动发射出去,但这些破片仅能靠其动能击中作用目标。而使用余庆波团队历时20多年发明的新技术后,破片具备动能穿孔和爆炸作用的双重毁伤能力,简单来说,破片在击中目标后,会引发二次爆炸,与传统弹药相比,该技术使弹药战斗部毁伤能力大幅度提高。
  “这项技术可以说是对弹药的一次颠覆性技术创新,此前破片打在目标上,也许只能穿个孔,而应用该技术后,目标不但能被打穿,还能再次爆炸,毁伤威力得到大幅提升。”余庆波解释道。
  
从玩兵器到研兵器
  余庆波与这项技术的缘分,还要从小时候与兵器的结缘说起。由于家庭环境所致,与同龄孩子相比,幼时的余庆波接触最多的“玩具”就是各种兵器,一来二去,在余庆波心中,这些冷冰冰的“大块头”逐渐有了温度。
  都说兴趣是最好的老师,这点在余庆波身上得到了最好的印证。长期与兵器为伴,令余庆波对其产生了浓厚的兴趣,也渐渐不再仅沉迷于兵器的“外表”,而是想要深入探究其“内在”。于是,在本科、硕士及博士长达10年的时间里,余庆波一直都在北京理工大学和弹药工程与爆炸技术、兵器科学与技术打交道。
  从本科开始,余庆波就跟随导师王海福探索高效毁伤技术的创新思路和新途径,并很快将研究重点定位在此次获奖技术上,可在研究之初,这一理念并不被看好。但一如当初对兵器的“从一而终”,彼时的余庆波也没有气馁。“只要是认定了的事情,就一定要做到底。”余庆波对项目的研发信心满满。
  这种信心并不是空穴来风。最初,该技术概念是由美国于2000年提出的,经过3年的探索研究,美国在活性破片材料配方、制备工艺、毁伤效能评价和弹药化应用等方面都取得了重大进展和突破。然而,此后多年,相关的研究热度却渐渐降低,多项成果也没有了下文。
  与此同时,中国对活性材料的研究进度并没有搁置,而是在快马加鞭地进行。余庆波团队多年如一日,在科研条件水平远不如国外的前提下,不断追赶,他们在原有的科研基础上,将技术概念从“想”变为“干”,为进一步技术创新和关键技术攻关提供了可能,带领“中国智慧”走向国际舞台。 
  
迎难而上跑出新天地
  如果时光倒退,余庆波也许想都不会想到自己能参与到活性材料的研究中,也不会料到能够取得多项重要突破。但余庆波并不满足于此,他内心埋下的科技创新种子越发茁壮。“搞科研创新,就是要立足于国内外还没有的技术,并且要确保技术具有实际意义,这样才是有意义的创新,这也是我们要做的事情。”
  可做起来并不容易,余庆波介绍,虽然研究已经取得了一部分成果,但针对活性材料,国内外在研究内容上大都仍主要集中在材料配方及制备等方面,而对于活性材料撞击起爆机理方面的理论与基础性研究却少之又少。余庆波与团队敏锐地发现这一创新研究方向的可行性,并于2013年开展相关项目的研究。
  团队先是从机理上揭示了活性材料撞击起爆机理,通过一系列技术攻关,最终确定了活性材料发生撞击起爆的主控因素。随后,团队趁热打铁,就组分、配比、粉体粒度及制备工艺等因素,展开对活性材料撞击起爆阈值的影响规律的研究,并建立起活性材料撞击起爆阈值与各影响因素间的对应关系。此外,余庆波提到,通过研究活性材料质量、长径比、靶板材料和厚度等因素对活性材料能量输出特性的影响,团队还取得了另一重大突破,建立了活性材料与能量输出特性间的内在联系。
  “让中国弹药装备的核心技术不再受制于人”,这是余庆波最初的想法,也正是心中科技创新萌芽的悄悄生长,让余庆波团队改变了中国弹药研究跟跑国外的尴尬局面,开始走向并跑甚至领跑的新天地。“2000年之前,我国弹药研究完全落后于国外,如今20年过去,我们与国外科研水平之间的差距越来越小,已经呈现出逐渐领跑的局面。”谈起如今的弹药技术,余庆波备感欣慰。
  
“科研是越做越有劲”
  “科研这件事,绝不是一个人就能完成的,团队的力量必不可少。”采访过程中,余庆波不止一次强调。
  目前,余庆波所在的课题组共有5名成员,人数虽少但凝聚力极强,每个项目都是全员共同参与完成,还会定期召开会议,汇报研究进展。“无论是大项目还是小项目,一定是全员参与。做科研,不在量,要看质。”在余庆波看来,只有保质保量完成研究项目,才不会辜负团队所做出的努力。 
  既要量又要保质,必然需要团队齐心协力才能完成。由于弹药试验具有危险性,很多实验尤其是弹药威力验证试验必须在人烟稀少的野外进行,因此一旦团队需要开展弹药外场试验,就需要到新疆、青海或甘肃等地广阔的戈壁滩上专业靶场开展试验,也就注定了试验环境条件是非常艰苦的。在广阔的戈壁滩上,夏天烈日当头、酷暑难耐,冬天北风呼啸、天寒地冻。据余庆波回忆,团队成员经常深入一线亲自参加相关实验,一待就是几个月。但无论条件怎样,都没有一个队员掉队。
  靶场建设常常需要的是一个“快”字,一切为了争时间、抢进度。筹建靶场时,根据技术、战术要求,余庆波与团队无时无刻不在争分夺秒,对场区内的点、号配置进行工程勘察,来确定各要素的具体位置,以此尽快保证弹药实验顺利进行。
  “如今国家对弹药研究的扶持力度不断加大,我们的工作受到了越来越多的重视,做起科研也是越来越有劲。”回想以前经历的艰难困苦,余庆波觉得过去的困苦都已经不重要了,重要的是团队成员还能在一起做科研,还能为高效毁伤弹药研究出一份力。
  
“人才,就是大学的核心”
  就是在这样的长期革命实践中,团队里的每一个人都养成了不怕困难、勇克难题、善于创新的工作作风。因此,在人才培养上,余庆波也颇为看中学生“能吃苦、肯吃苦”的特点。多年来,他始终把科研攻关和人才培养紧紧结合起来,项目拿了一个又一个大奖,余庆波的团队更是走出了一个又一个弹药装备领域的优秀人才。
  “人才培养是大学的核心。”余庆波表示。科研之余,余庆波心中最牵挂的就是如何为国家培养一批高素质的弹药装备领域的人才。为此,团队充分发挥在人才培养中的独特优势,采用课堂教学、仿真教学、弹药实物拆检、演示实验等多位一体教学方式,在打牢理论的基础上,进一步培养学生的国防情怀,力求学生多方向、全方位发展。“做科研,要讲兴趣,对研究方向没有探究欲望,科研之路是不会长久的。”余庆波补充道。
  除了培养学生对科研方向的兴趣,余庆波还特别提到,在弹药研究过程中,光凭理论也是走不远的。“这是一门典型的交叉学科,一定要采取‘理论+实践’的教学模式,更多的并不是从书本中进行理论推导,而是要大量地增加学生的实践经验。”因此,余庆波在本科教学中,一般会将教学重点集中在理论上,帮助学生先扎实科研基础;而在研究生期间,则会逐渐转变教学重点,转而以课题为牵引,更多启发学生的创新思维和实践能力。如今,余庆波培养的本科及研究生都留在弹药领域里潜心科研,并成为多项技术研发的核心骨干。
  选择了弹药这条路,也就相当于选择了“隐姓埋名”的生活,但余庆波在科研里却越发得心应手,乐在其中。从一个创新想法的产生,到通过大量试验使技术得到验证,再到技术成果的转化应用,余庆波与团队这一路走来,乘风破浪、披荆斩棘,能坚持20年,并非易事。但在余庆波看来,身在国防科技领域,作为一名科研工作者,只要能使研究成果在弹药装备研发中真正得到应用,为国家安全、国防装备发展做出一点贡献,就已经很满足了。
  当前,对于国家安全、军事发展乃至经济社会的进步,弹药始终都发挥着强有力的支柱作用。20年前,余庆波坚信科学强国,并不懈追求科学真理。20年后的今天,他与团队仍不畏艰险、顽强拼搏,继续科研之路,让我国国防装备技术在世界舞台上越发耀眼。科
  
专家简介
  余庆波,教授,博士生导师,长期从事活性毁伤与弹药战斗部技术研究工作,主持国家自然科学基金青年项目、面上项目,装备预先研究项目,国防基础科研项目,国防重大专项子课题等科研项目10余项,作为副总师、分系统总师承担国防重大专项加强项目、装备重大演示验证项目各1项。发表SCI、EI收录论文30余篇,授权国防发明专利15项、受理国防发明专利17项,软件著作权4项,获国家技术发明奖二等奖1项(排名第2),国防科技进步奖一等奖1项(排名第4)、国防技术发明奖二等奖1项(排名第2),并获国家出版基金资助出版系列丛书1套,获批北京市虚拟仿真实验教学项目(金课)1项,入选2018年度“长江学者奖励计划”青年学者,并获2019年度中国兵工学会青年科技奖。
  
  
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2021年7月下

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