戴斌国防科技大学国防科大自主创新团队勇攀高峰重大突破为何这么多?

2017-11-18

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文章简介：国防科学技术大学理学院量子计算实验室科研人员进行太赫兹产生试验.何书远摄亲爱的读者,也许您不是科技工作者,但是,想必您一定知道"天河一号"超级计算机.北斗卫星导航系统.麒麟操作系统.环形激光器.中低速磁浮列车."飞腾"CPU--这些代表中国和世界先进水平的.自主创新的重大科研成果都和一所军队院校联系在一起这所军队院校就是坐落在古城长沙的国防科学技术大学.国防科学技术大学的前身是1953年在哈尔滨成立的中国人民解放军军事工程学院(简称"哈军工")

国防科学技术大学理学院量子计算实验室科研人员进行太赫兹产生试验。何书远摄
亲爱的读者,也许您不是科技工作者,但是,想必您一定知道“天河一号”超级计算机、北斗卫星导航系统、麒麟操作系统、环形激光器、中低速磁浮列车、“飞腾”CPU……这些代表中国和世界先进水平的、自主创新的重大科研成果都和一所军队院校联系在一起

这所军队院校就是坐落在古城长沙的国防科学技术大学。国防科学技术大学的前身是1953年在哈尔滨成立的中国人民解放军军事工程学院(简称“哈军工”),几十年来,这所大学涌现出高性能计算、基础软件技术、快速响应空间系统与技术、网络技术等国家级创新团队。

如此多的国家级创新团队何以在这里产生?多项重大技术突破何以在这里诞生?让我们走进国防科学技术大学,收获启示。

找准“强军兴国”的立足点

10年前,我国某型重要装备研制过程中,急需某型高性能计算核心元器件,而该类器件西方国家是对我国禁运的。国防科学技术大学高性能计算创新团队急国家之所急,毅然承担攻关任务。在李国宽等专家教授的带领下,团队日夜奋战,在较短时间内攻克技术难关,自主研制成功该型器件,为该装备安上了安全可靠的“中国芯”。

短时间内解决重大“瓶颈”难题,堪称科研上的奇迹。国防科大政委王建伟说:“着眼维护国家安全利益和推进国防和军队现代化建设,学校始终把自主创新作为办学治校的核心使命任务,使之成为党委的坚定决心,师生的自觉行动,有力地推动了科研工作的创新发展。”

“厚德博学、强军兴国”这一国防科学技术大学的校训,深深传承在这所大学半个多世纪的厚重历史里。从“哈军工”到国防科大,这所大学的每一次转型,无不与国防重大战略部署息息相关。

改革开放前,由于没有高性能计算机,我国勘探的石油矿藏数据和资料不得不用飞机送到国外去处理,不仅费用昂贵,而且受制于人。1978年,改革开放的总设计师邓小平,将自主研制巨型计算机的任务交给国防科技大学。

面对西方国家的技术封锁,以慈云桂教授为代表的科技人员自强不息,大胆创新,仅用5年时间就研制成功我国第一台亿次巨型计算机“银河-I”,从此,中国成为继美、日之后,能独立设计和制造巨型机的国家。

当今世界,超级计算机是计算机领域的“珠穆朗玛峰”,是世界信息技术的战略制高点。2005年,高性能计算等创新团队着眼突破千万亿次超级计算机关键技术,将国际上公认的主要技术难题作为创新的突破口,组织精干技术力量,针对高性能计算发展的前沿技术、关键技术和新兴交叉技术等方面开展基础研究和前沿探索。

经过多年刻苦攻关,相继突破大规模可扩展共享存储体系结构等一系列技术难题,掌握了一批拥有自主知识产权的关键技术,从而为研制更高性能的超级计算机奠定技术基础。

2009年10月,我国首台千万亿次超级计算机系统“天河一号”展现在世人面前,由此,我国成为继美国之后,第二个能研制千万亿次超级计算机系统的国家。2010年11月17日,国际TOP500组织发布第36届世界超级计算机500强排行榜,升级后的“天河一号”超级计算机系统,以峰值速度每秒4700万亿次、持续速度每秒2566万亿次的优越性能,位居世界第一。

高性能计算创新团队只是国防科大20个科技创新团队的突出代表之一,是广大科研人员勇攀世界科技高峰的一个缩影。“十一五”期间,这个学校承担各类科研项目3800多项,作为主要完成单位之一获得国家科技进步特等奖2项,获得国家科技进步一等奖2项、国家科技进步二等奖12项、国家技术发明二等奖4项。

新世纪新阶段,面对风起云涌的世界新军事变革,国防科大科学谋划、超前布局。“做推进中国特色军事变革的先锋力量”、“成为国家创新体系和国防科技创新的重要基地”……校党委作出决策部署。循着这一目标,高性能计算、卫星导航与定位技术、信息安全技术、航天技术、光学工程、新材料技术和先进制造技术等一批与国防和军队现代化建设紧密相关的高新技术被学校确定为研究重点,由此形成覆盖国防关键技术领域的学科体系,并承担起一批对国防和军队现代化信息化起重要支撑作用的重大项目……

2000年,一封“求援信”摆到学校“新型防护结构技术”创新团队曾首义教授的桌上,某部在野战工事的构筑上遇到技术难题,希望施以援手。依托洛阳的某研究所,曾首义带领刚刚成立的新型防护结构技术创新团队展开攻关,在长沙到洛阳的近千公里间奔波数年……

基于赴大山深处测控站的调研,数据分析技术创新团队提出新的全测速定位理论,改变了高山雷达测控体系,创造了“一个数学公式提高了一支部队的战斗力”的奇迹。

国防科大研制出无人驾驶车。贺汉根教授(左)正在介绍红旗HQ3无人车的情况。来源:长沙晚报片均为戴斌提供

敢啃高科技“硬骨头”

2008年汶川发生特大地震,在灾区通信中断的危急时刻,“北斗一号”卫星导航系统在指挥抢险救灾与救援信息传递中发挥了重要作用,而“北斗一号”卫星导航系统若干关键设备及用户机就是国防科大卫星导航与定位技术创新团队历经多年攻关,取得的自主创新成果。

上世纪80年代,我国决定发展自主卫星导航定位技术,以打破国外封锁。当时,地面关键设备技术是制约我国自主卫星导航定位工程的一大技术瓶颈,亟待突破。该校几名年轻博士主动请缨承担攻关任务,在导师庄钊文教授的指导下,他们提出一种全新的解决方案。

最终,几经修改完善的技术方案由陈芳允院士签字通过。从此,一个平均年龄不到29岁的课题组,打响了一场攻克自主导航定位关键技术的攻坚战。10年持续不断的顽强攻关,他们以超人的毅力和智慧,一举突破了制约我国卫星导航定位工程实施的地面关键设备若干技术瓶颈,为中国成为继美、俄之后,世界上第三个独立拥有卫星导航定位系统的国家作出了重要贡献。

紧接着,课题组再次出击,研制成功小型化手持用户机,为科研成果转化为生产力和战斗力迈出决定性的一步。

在国防科大人看来,自主创新就是要树立敢于突破的信心和勇气,敢啃买不来的“硬骨头”,把我国现代化建设的命脉牢牢掌握在自己手中。

长期以来,给卫星在轨运行提供能源的太阳能帆板的振动控制问题,始终是困扰着航天界的一项国际性难题。由于特殊的空间环境,卫星在空间碎片碰撞、快速变轨、温度变换时将产生长时间振动,影响正常工作,严重时可能使卫星“折翼”。美国为解决哈勃望远镜的帆板振动问题,不得不让宇航员上太空维修。

航天与材料工程学院李东旭教授毅然将卫星振动控制问题作为自己的攻关课题,她从二胡调弦定音中获得灵感,率领课题组运用力学、测量、自动控制等相关学科知识,探寻解决卫星振动的方法和途径,攻克一系列核心关键技术,终于研制出一种能有效解决卫星太阳能帆板振动问题的装置,为提高我国大型航天器姿态指向精度和稳定度提供了不可或缺的技术手段。

别人有的,国防科大人力求做得更好;别人没有的,国防科大人敢于去填补空白。

20世纪90年代,对于大口径、高精度、复杂面形的光学零件,我国没有制造能力,许多相关领域的技术进步受困于此。对此,精密工程创新团队在李圣怡、戴一帆教授的带领下展开攻关。他们没有跟在别人后面亦步亦趋,而是跳过一、二代的光学零件的制造加工技术,直接瞄准基于可控柔体制造的第三代光学加工方法。

经过10年研究,他们取得丰硕成果:国内首次成功研制出具有自主知识产权的纳米精度磁流变和离子束抛光装备,形成超精密光学制造成套装备的研制能力,突破光学零件高效、高精度、无损伤制造的技术瓶颈,制造加工出超高精度光学零件,使我国成为继美国、德国之后又一个掌握离子束、磁流变两种制造加工高精度光学零件技术的国家。

这一成果不仅使我国的光学零件加工不再受制于人,而且开拓了现代光学制造技术的新方向。

“天河一号”面积近千平方米的巨大机房。在“天河一号”面积近千平方米的巨大机房中,工作人员正将“天河一号”的硬件系统、软件系统介绍给社区居民代表,大家对超级计算机惊叹不已。陈飞

千人攻关却只有15人能获奖

现代科技攻关项目,每一个都是集中一大批科技人员的大工程,即使获得国家级奖,最多也只能署15个人的名字。在银河超级计算机的研制过程中,有上千人参与科研攻关,大家集智协作,献计献策,有的设计思想说不清到底该属于谁,面对荣誉得失,大家总是胸怀坦荡:“能参与这样大的国家工程,我们感到很自豪。”

几十年来,在国防科大科研人员身上,有一种光芒从未褪色,有一种精神从未失去,有一种情怀从未改变,这就是“胸怀祖国、团结协作、志在高峰、奋勇拼搏”的“银河精神”。

国防科大人是一个使命大于生命的群体。

“天河一号”有一位副总设计师,患有糖尿病等多种疾病,在“天河一号”二期硬件系统安装调试期间,他在机房里整整坚守了半年时间。生活、饮食不规律导致他的病情不断加重,但他坚持不离开岗位,直至从美国传来“天河一号”在国际TOP500组织正式发布的第36届世界超级计算机500强排行榜上,首次取代美国“美洲虎”超级计算机系统,排名位居世界第一的消息,他才走出机房,住进医院。