永不停歇的开拓者
——哈尔滨工程大学副校长、中国声学学会副理事长杨德森教授

2010-10-30 07:02乔占卫
科学中国人 2010年12期
关键词:噪声源水声航行

本刊记者 乔占卫 特约记者 张 静

永不停歇的开拓者
——哈尔滨工程大学副校长、中国声学学会副理事长杨德森教授

本刊记者 乔占卫 特约记者 张 静

占地球表面积四分之三的海洋永远是人类探究不止的世界,这里是生命的起源地,也是人类赖以生存的宝库。当文明的历程中产生了国家,国防就随需而生,海洋又多了一重角色——世界军事力量较量的主战场。

杨德森,在他二十多年的科研事业中,随处都有海洋和水声的气息。他从事的舰船与水中兵器振动噪声及其控制方面的研究,是被世界各国都被列入高度机密的前沿研究。水下舰船及兵器的噪声越小,其隐蔽性和攻击性就越好,这是各国海军致力于研制安静型潜艇的原因。最大限度降低我方舰船及水下航行器的噪音、最灵敏迅速地捕捉对方舰船的噪声声波,这就是杨德森多年来致力于的事业。

初涉水声研究,头角峥嵘

1982年,从水声工程专业毕业的杨德森就开始致力于该专业的教学和科研工作。1989年,还在攻读博士学位的杨德森,第一次发表了线谱分析方面的文章《水下航行器辐射噪声分析》,从这之后的三项研究成果为他在水声工程方面的研究奠定了基础。

水下目标辐射声线谱在水声目标探测和识别中有非常重要的作用,是水下目标最重要的声特征之一。80年代末,他首先提出了线谱分析识别的“三要素”模型,应用此模型得到了水下目标线谱丰富的时频特征,为开展水下报警研究,提供了特殊的目标航行噪声特征信息,这一成果达到了国际先进水平。

其次,他在国内首次提出了水下航行器辐射噪声平稳化数学模型,解决了水下航行器辐射噪声平稳化问题。

再次,20世纪80年代末期,他根据信号处理技术的发展,提出了“修正的单基元水下目标被动测距方法”,在保留了设备简单、使用方便的情况下,把美国人爱尔伯特于60年代提出并使用至今的单基元水下目标距离被动测量方法精度提高了8至10倍。

这一时期的杨德森刚刚步入而立之年,他在水下航行器噪声监测方面所取得的这三项成果让他在国内水声届受到了很大的关注和赞赏。这个时期也是他在科研方面的转身之旅,在此基础上,他更加明晰自己未来的科研方向。

90年代,科研路上倍道而进

为了实现对各种水下航行器减振降噪的目标——声隐身工程,在航行体体积小,噪声源数量众多、耦合严重的情况下,找到或识别出主要噪声源一直是开展声隐身工程的首要问题。上世纪90年代初,杨德森教授提出了“偏相干与谱分析方法相结合”的方法、“水下声强测量”方法和“水下声成像测量方法”等水下噪声源识别的新方法,以解决各类噪声源的识别与分离难题,取得了良好效果,并建立了国内第一套水下声强测试系统。这些方法现已成为本领域用于噪声源分析识别的主要方法,广泛地在一些专业研究院所中应用。为了对水下目标的辐射噪声进行控制,必须首先了解和分析它们在航行中的振动噪声情况,杨德森和他的团队研究了水下运动物体实航振动噪声分析方法,并在国内建立了第一套“小型运动目标实航全航程振动噪声实时测量记录系统”。

1994年,第21届国际声成像大会在美国召开,这是国际声学界高水平的学术会议。杨德森在会上宣读了自己的论文《菲涅尔积分在水下噪声源识别中的应用》,受到大会关注,从未对中国大陆地区开放的美国四大海军基地之一的San.Diego海军基地水声所专门邀请杨德森做了《水下声成像技术》的学术报告,受到了热烈的欢迎。在基地的参观中,他成了焦点人物——第一个来自红色中国的科技工作者。在美利坚的国土上响起的掌声更加坚定了杨德森为祖国水声工程事业做贡献的决心。

新世纪新征程

世纪之交,在杨士莪院士的领导下,杨德森和他的团队,通过和俄罗斯专家的合作,在国内研制成功了水下矢量水听器,并迅速建立了相应的信号处理模型和方法,随后又开展了一系列工程应用研究,使我国成为掌握这项技术的少数几个国家之一。美、俄、日等国家的多家媒体分别发出感叹和对中国掌握这项技术的“担心”。这项技术目前已在我国获得了广泛的应用,包括各种声引信、水下目标自导,各种特殊用途声纳、安静型目标噪声测量等等方面都有着广泛的应用前景,因而被称为我国“水声技术领域的一场革命”、“21世纪的水声技术”。2006年,为了解决矢量水听器研制中的一个关键问题,他和团队同事们连续攻关,最后终于取得了成功,使我国矢量水听器的研制能力又有了新的突破。俄罗斯的专家教授感慨的说“你们的工作比俄罗斯做的还要好”。

2004年,为了解决长期困扰的低噪声目标辐射噪声测量的难题,在杨士莪院士的支持与指导下,杨德森和团队同事们一道勇于探索,经过二年多的研究,以矢量水听器技术为基础的“机动式低噪声目标辐射声测量系统”研制成功。这一突破不仅“测量方法先进可靠,功耗小,设备简单,使用方便”,倍受用户的欢迎。同时该方法“还开辟了一条对低噪声目标辐射噪声测量的新途径”,取得了多项具有自主知识产权的成果。此项目被评为为国家科技进步二等奖和国防科技进步一等奖。

三十载路,与母校情缘半生

1977年,杨德森考入哈尔滨船舶工程学院(哈尔滨工程大学前身)水声工程专业。毕业后,他留校任教,到今天,他与母校一起成长的岁月已经有33年。杨德森在科研领域取得卓越成绩的同时,也担负着培养水声工程后继人才的重担。他的恩师何祚镛教授、杨士莪教授和汤渭霖教授对他的教育和培养影响了他的一生,使他顺利攻下硕士和博士学位。尊师重道,杨德森把从恩师那里继承来的传统悉数倾注到母校的教育事业中。

1996年开始,他逐渐又承担了一些学校的教学管理工作。在学校的学科建设和人才培养工作等方面,他所倡导的多项教学改革和创新人才培养改革措施,使学校的人才培养工作迈向了新的发展阶段。1998年,杨德森担任博士生导师,至今已经培养了二十几位水声工程专业的硕士和博士,为我国海军水声研究队伍输送了新鲜的血液,成为我国水声工程专业的学术带头人。

由于杨德森教授取得的成绩和影响,1996年,香港《大公报》以“水声界科研成就超卓——记哈工程大学教授杨德森”为题对杨德森教授作了专题报道,评价他是“一位成功的科学工作者,是融科学的理性与爱国乐业的情感于一身的人”。1999年,中国研究生教育的著名刊物《学位与研究生教育》,以“一半是海水,一半是火焰——记跨世纪人才基金获得者杨德森”为题,评价其是“一个需要去感受的人:雷厉风行的作风,活跃清晰的思维,热烈自信的性格……这些综合起来,他便有了一种年轻学者的气势:既冷静又热烈。乾乾终日,自强不息”。对其从事水声科学研究取得的成果以及在人才培养方面的成绩进行了专题报道。

科研和教育两不误,杨德森不仅自己为祖国的国防事业贡献力量,也把这种精神传承下来,他所传授的不仅有知识和技术,还有对祖国的责任。

海洋总是蕴藏着奥秘,科学事业总是不断地发展深化,没有终止的一天。杨德森在水声研究的路上不断探求未知,不断开拓新的领域,也正是有了这样一批甘于奉献的科技工作者,才使得我国的水声事业不断走在前进的路上。

人物介绍:杨德森,1957年出生,工学博士。现任哈尔滨工程大学副校长兼研究生院院长,教授、博士生导师,主要从事水声工程方面的教学与科研工作。先后获国家和省部级的科技进步奖16项,均为项目负责人或主要获奖人,其中国家科技进步二、三等奖各1项,国防科技进步一等奖1项,获专利5项,在国内外高水平学术刊物上发表论文100余篇,著书和主编书各一部。荣获国家百名跨世纪优秀人才、突出贡献中青年专家、国防科技工业“511人才工程”学术技术带头人、省部级先进青年科技工作者、黑龙江省优秀共产党员、黑龙江省十佳杰出科技青年等荣誉称号;享受国务院政府特殊津贴;并担任国务院学位委员会船舶与海洋学科评议组召集人、中国声学学会副理事长、国家声学标准化委员会委员、中国造船学会水噪声学组副组长、海军装备部某专业组成员、中国电子学会信号处理委员会委员等职务。

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