万里海疆筑梦者

2019-08-05 07:03唐晓伟
中国工业和信息化 2019年4期
关键词:声呐水声

唐晓伟

杨德森,1957年4月生于黑龙江省穆棱县,祖籍山东费县,中国工程院院士、中国水声工程领域知名专家、水声工程国家重点学科学术带头人,哈尔滨工程大学水声工程学院教授、博士生导师。

杨德森院士长期从事水声领域的科研教学工作,在技术研发和重大装备方面填补了国内空白,取得多项开创性研究成果。他在矢量声呐技术、水下潜器声隐身技术,尤其是水下潜器振动噪声测量、噪声源识别等方面做出重要贡献,为提高我国声呐装备技术水平发挥重要作用。先后荣获国家、省部级科技进步奖近20项,国家发明授权专利10余项。

杨德森院士注重创新型人才培养和团队创新精神培育,荣获国家级、省级教学成果奖5项,迄今培养研究生60余人,指导学生多次获中国青年科技奖、全国优秀博士论文提名等。他率领的研究团队荣获全国船海领域唯一国防创新团队奖、教育部创新团队、黄大年式科技创新团队等称号。现兼任国务院学位委员会船海学科评议组召集人、中国声学学会学术委员会主任、黑龙江省科协副主席等职。2017年当选十九大党代表,先后荣获科学中国人年度人物、龙江最美教师、龙江楷模等20余项荣誉称号。

关于中国的版图形状,常有人说像一只雄鸡,而在杨德森的眼里,它却是一支熊熊燃烧的火炬,300多万平方公里的海洋国土是火炬的托盘和手柄,而他的情感、命运始终与这片海洋紧密相连。

到目前为止,声波是唯一可用于水下远距离传输的信息载体,无线电波、光波等都因海水强烈的吸收而无法远距离传播。于是,水声工程学科应运而生,它是对水下声波的发生、传播和接收过程中声学特性及其应用的研究。简单来说,该学科研究的主要问题就是如何将人类“耳朵、眼睛和嘴巴”的功能,延伸到水中。其重要性在于——几乎所有人类“下五洋捉鳖”的梦想,都主要依托它的发展来实现。

更灵敏迅速地捕捉对方的噪声声波以知彼,同时最大限度地对己方水中航行器减振降噪,提供更大的安全隐蔽性,打造水下的“顺风耳”和“隐形战衣”,这是对杨德森科研的简单解释。

作为我国科学事业发展的参与者、水声事业发展的亲历者,40多年来,杨德森扎根在哈尔滨工程大学,始终立足水声工程学科,不懈追求满足国家重大战略需求的水声事业,执着于探寻水声的力量。

做满足国家战略需求的科研

春秋战国时期的军事家管仲说:“凡兵有大论,必先论其器。”随着海洋作为世界军事力量角逐战场的地位日益凸显,对水中目标的探测能力和自身潜器隐蔽性的战术要求日益提高,各国海军都高度重视对潜器的减振降噪和声呐探测技术的研究。沉默是金,可对于出没在深海碧波间的各种潜器来说,“沉默”比黄金更珍贵,因为它事关存亡。这项作为具有重要国防意义的研究,在各国都被列为高度机密的前沿领域。

杨德森历经多年成功研发矢量声呐技术,为潜器打造“顺风耳”。“声呐”主要用于对水下目标的探测、定位及识别。传统声呐受技术限制,探测能力的提高通常依靠不断加大基阵体积、重量来实现,使用上诸多不便。当海洋的背景噪声大于潜器噪声时,如何为声呐打造一副具有较高分辨率和准确性的“顺风耳”,是一项科研难题。

1997年,杨德森团队突破多项关键技术,研制成功了我国第一套水下声矢量信号接收装置——矢量水听器,建立了水下声场的矢量探测模式,矢量声呐由此诞生。其增加了对水下目标探测的信息和种类,将探测距离提高数倍,不但能测出目标声压大小,还能分辨方向,对声呐设备的功能扩展具有极为关键的意义,使声呐探测水平跨越式提高,使中国成为三个掌握该技术的国家之一,社会效益与军事效益难以估量。有关部门和专家评价道:“矢量水听器技术是我国水声领域最具代表性的创新技术,对改善和提高我国声呐装备技术水平产生了巨大的推进作用,促进了我国水声国防事业的发展。”该技术获2011年国防科技进步一等奖、2012年国家科技进步二等奖。

2017年,杨德森自主创新研制的矢量声呐再度成功升级,从灵敏度、频率、体积、悬挂方式等方面,都有长足进步,集体积小、精度高、重量轻、能耗少等众多优点,使声呐探测水平持续提高,为改变我国水下防务的紧迫形势提供了重要技术手段。

同时,杨德森致力于研发声隐身技术,为潜器打造“隐形战衣”。潜器作为杀手锏武器,其隐蔽性是主要优势,声隐身性能是各国水下航行器发展的关键指标之一。声隐身性能是潜器生存和攻击力的保障,评价声隐身性能的关键是对其进行水下辐射噪声的测量。当潜器噪声较低时,按照规定在远场测量难以实现,也就无法评价其声隐身性,这成为困扰对各型低噪声潜器性能评价和确定新型潜器研制指标的瓶颈。

杨德森团队研制成功我国首个“机动式低噪声潜器辐射噪声测量系统”。他提出潜器非线性噪声控制的新设想、新概念,突破传统材料和器材的限制,解决了潜器噪声控制的关键问题,将大幅提高隐蔽作战能力,为潜器打造“隐形战衣”,将为我国低噪声潜器辐射噪声测量开辟新途径,引領潜器声隐身技术具有革命性意义的创新变革,为我国相关领域声隐身能力追赶世界先进水平提供新的技术途径。成果获2008年国防科技进步一等奖、2009年国家科技进步二等奖。

一项项国家级奖励是对杨德森满足国家战略需求的科研成果的肯定。杨德森喜欢挑战和冒险,喜欢做有创新、有开拓意义的工作。无论在赞誉和表彰中,还是在科研早期的质疑声中,他都一如既往地在逆境中勇敢启程,在顺境中保持清醒,这固然需要胆识、智慧和魄力,更需要为国家多做事,做最需要、最重要的事的担当与渴望。

像坦克一样一往无前

1994年,国际声学界高水平学术会议——第21届国际声图像大会在美国召开。杨德森因论文《菲涅尔积分在水下噪声源识别中的应用》引发关注。美国四大海军基地之一的“圣地亚哥海军基地水声所”专门邀请杨德森做《水下声成像技术》的学术报告。作为第一位来自中国大陆的受邀者,当他看到对方演示的“海上三维水声对抗仿真技术”时,很受触动:要想在国际交流中有话语权,就要有国家实力做后盾。通过专业所长,让国家在水声领域更强,这是他的目标。

20世纪80年代,杨德森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”,把美国人提出的单基元水下目标被动测距方法的测距精度提高了数倍。

准确地识别水下结构的主要振动噪声源并进行分类,是声隐身工程成败的关键。20世纪90年代,杨德森提出了“偏相干与谱分析方法相结合方法”“水下声强测量方法”“水下声成像测量方法”“偏相干测量分析方法”等水下噪声源识别的新方法,以实现对各种水下航行器减振降噪的目标——声隐身工程,解决各类噪声源的识别与分离难题,并建立了国内第一套水下声强度、声全息成像测试系统。目前,这些方法已成为该领域噪声源分析识别的主要方法。

此外,他还解决了我国小型潜器实航状态下的内部噪声振动测试问题,在国内建立了第一套专用的内测系统,填补国内空白;他在国内首次进行新型水下结构研制中的声辐射强度测量,解决了噪声监测的难题,达到国际领先水平……

理论的突破、数据的取得,离不开工程项目和海上实验,杨德森是实验场上的常驻客,吃住在实验场,通宵分析实验结果对他来说是家常便饭。熟悉他的人说:“他就像一辆坦克,一旦认定方向,就会一往无前。”

40余年的科研历程,杨德森孜孜以求,每一项成绩都是脚踏实地的努力获得的实实在在的收获。他有着站在时代前沿的敏锐头脑和超前思维,所以,他的工程经验、科研经历使他能够从更高处着眼,从国家需求与学科发展的战略高度去看某个领域的发展方向。

将团队建成“铁拳头”

哈尔滨工程大学的水声工程学科,被称为“中国水声工程事业的摇篮”。这里是国家水声发展的人才库、专家库和水声技术基础研究中心,杨德森团队尤其引人注目。

杨德森师从我国水声工程领域的先驱之一、中国工程院院士杨士莪教授、何祚镛教授、汤渭霖教授等一大批老一代水声工程专家。他常以恩师杨士莪院士的教导自勉——“只有善于团结周围同志,不忌讳暴露个人的无知,不掩饰工作中难以避免的差错的人,才能在工程技术工作中做出实际的贡献。”

杨德森关心团队的成长,他常对团队成员说:“我们做的不仅是课题,更是我们终生为之奋斗的事业。它可能因此产生一个新的领域,是我们用一辈子扑在上面都做不完的。面对大海,一个人再有能耐,也是微不足道的,关注团队建设,注重技术上的分工合作,把每个人的长处都发挥得淋漓尽致,才能使团队迸发出力量。”因此,他对团队里每个人的脾气秉性、优势特点了如指掌,让大家形成合力。

对于想干一番事业的人们来说,他们渴望找到能干事业的领军人物和优秀团队。因而无论是科学研究,还是人才培养,他带的这个团队坚固而有战斗力,伸开如手掌,各有所长和方向,各负其责,各就其位,握起来挥出去就是一个有力的“铁拳头”。在他的团队里,匀速前进就是后退,需要加速,再加速,充满“只争朝夕”的紧迫感和使命感。

团队成员中有行业内有影响力的专家,有入选“龙江学者”的特聘教授,有军队卓青,有国家百千万人才,有中科协优秀青年科技工作者,有学校青年学术骨干支持计划入选者。多年来,团队先后承担三十余项国家重点科研项目,取得了多项研究成果,先后获国家科学进步奖和省部级科技进步奖近20项。完成国家自然科学基金等科研项目30余项。团队是学校首批“兴海学术团队”入选者,连续两届获评教育部科技创新团队,2016年获评国防科技创新团队奖,申请国家和国防发明专利30余项,多次获国家级、省部级教育教学奖励。

“最美教师”的为师信条

2017年9月10日,作为龙江十大“最美教师”和龙江50万人民教师的优秀代表之一,杨德森登上了“龙江最美教师”的颁奖台。当被主持人问及半生之中最幸福的事情时,杨德森略一沉吟,答道:“在众多的职业中,我选择了教师这一职业。在这个行业中,能为国家做点事,培养国家需要的人才,这是我最感欣慰的。”

据统计,我国水声行业中的专业技术人员60%以上是从哈工程走出的,而在高级专家层面上,这一比例接近70%。对此杨德森功不可没。

好的老师,不亚于一名战略家,他对于学生的指导,绝不限于知识的传授,更是学生未来发展方向甚至学科发展方向的指引。杨德森始终站在水声科研领域的发展前沿,具有开阔的眼光和战略视野,他的学生也因此成为他战略视野最直接的受益者。

杨德森对学生的要求非常严格。他时常结合工程项目、海试实验,跟大伙儿强调细节决定成败,“因为有时即使方案很完备、技术很先进,但事情最终干成往往在细节上,很多时候,海试出现问题时,可能不是方案、软硬件的问题,而仅仅是需要在输入端加一个电阻或者滤波器之类的小东西。”学生的论文送到他那里,经常要被改五六遍。杨德森说:“水声学院的许多老前辈都会将学生的论文改了又改、精益求精,会因为一个注解亲自跑图书馆查原始材料,会对一个标点符号都严格要求,我的严谨程度还不如他们!”正因为老师给学生做了榜样,学生不敢有丝毫怠慢,每次交给老师论文,他们都是看了又看,直到确定自己“改得不能再改了”才罢休。杨德森要求自己的博士生要修第二甚至第三外语,他认为,博士生一定不能局限于所学专业,要有更广阔的视野,多掌握两门外语很有必要。

身教重于言教,风气陶冶品格,“严谨、严密、严格”的哈军工精神在他身上烙印鲜明,也不断传承。

他时常对学生说:“我们还有300多万平方公里的海洋国土不能忘。南海资源太丰富了,这么大的海疆一定要好好关心利用,海洋權益对于未来共和国的建设者至关重要。”

数十年来,他通过哈尔滨工程大学这个国内最大的水声专业人才培养和科研基地的平台,将海洋情结传递给了更多学生。他带领学生和青年教师在远离海洋的龙江,将一项关于海洋强国的事业做得风生水起。

杨德森有着雷厉风行的作风,活跃清晰的思维,热忱自信的性格。他多才多艺,爱打篮球,喜欢游泳、擅拉小提琴,爱听音乐。得天下英才而育之,探索科学规律,享受生活的点滴乐趣是他的人生三乐。

杨德森说过,他最大的幸运在于能够将一生的选择和国家需要相连,抓住时代机遇,并有所作为。他认为,作为一个万里海江筑梦者,个人的梦想,只有融入强国之梦,才能获得方向的指引;爱国之志,只有转化为对民族的贡献,才能获得不竭的动力。让他最感幸运和幸福的是,在向“海洋强国”进发的征程中,他和全体哈尔滨工程大学人将个人力量与全体炎黄子孙的时代诉求交融到了一起,用智慧、勇气和热忱与祖国的建设者们一同奏响祖国“走向深蓝”的时代最强音!

(感谢哈尔滨工程大学政研室主任、党政办公室副主任杨振提供帮助)

责任编辑:孟繁科

mengfanke@ccidmedia.com

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