用感恩之心爱国之情书写科研人生
——记“精密齿轮王”王立鼎

2022-10-13 02:41沈黎明
中华魂 2022年10期
关键词:光盘齿轮精度

文/沈黎明

他是我国超精密齿轮研制专家,研制出的1级精度齿轮,为齿轮精度之冠,达到国际领先水平,有“精密齿轮王”的美誉;

他临危受命,投入国家激光光盘核心技术攻关中,研发出中国第一台光盘伺服槽及预制格式刻划机;

他追赶世界微机械系统发展步伐,创建我国第一个微机械工程研究室,先后圆满完成了30项国家重大研究任务。

他就是中国科学院院士、大连理工大学教授王立鼎。

历经坎坷艰难求学,感恩党给了宝贵读书机会

王立鼎1934年出生在辽宁省辽阳市一户普通人家,家里生活非常贫困,有时连饭都吃不饱。尽管如此,父母还是竭尽所能将他送进学校,希望他好好学习,将来成为一个有知识的人。王立鼎学习十分刻苦,但读到五年级时,由于家里实在交不上学费,不得不辍学,这对一门心思读书的他打击很大,他盼望日后有机会再进校门。 1948年,王立鼎在盼望中终于迎来转机,这一年辽阳市解放,王立鼎又得到学习机会,生性好强的他主动要求直接读六年级,并通过努力在当年期末考试中拿到了班里的第二名。升入初中后,王立鼎学习依然非常刻苦,常常一学就是大半夜。俗话说功夫不负有心人,王立鼎的成绩在班级里每年都名列前茅,最终以全年级第一名的成绩顺利毕业。

初中毕业后,王立鼎为了减轻家里负担,报考中专学校,想早点毕业为父母分忧。选择学校时,因从小常去祖父家榨油的小作坊玩,对机器运转产生的神奇力量很感兴趣,便选择了位于沈阳的一所机械制造学校,进入金属切削专业,从此与机械结缘。王立鼎中专毕业时,恰逢国家出台优秀中专学生报考大学的政策,最终王立鼎考取了与机械有关的吉林工业大学机械系机械制造工艺及设备专业。来到长春这座有着“北国春城”美誉的中国历史文化名城,王立鼎顾不上欣赏当地的优美自然风光和厚重的历史古迹,一头扎进知识的海洋,每天宿舍、教室、图书馆三点一线成了生活常态。为了博览群书,没课时在图书馆一待就是几个小时,挑灯夜读更是家常便饭,学习成绩在班里一直名列前茅。如今谈到这段坎坷的求学经历,王立鼎依然心中充满感激之情,他说:“我从小就对中国共产党有一种朴素的情感,感谢党让我有了宝贵的读书机会”。

潜心超精密齿轮研制,成果丰硕跻身国际先进行列

1960年,王立鼎顺利完成大学学业,填报毕业志愿时,他只写了一句话——服从国家需要,到祖国最需要的地方去。由于他学习成绩优异,并在做毕业设计中完成了一篇《利用放射性同位素研究齿轮磨损》的论文,获得优秀奖,被中国科学院长春光学精密机械研究所看中,从此王立鼎成为新中国科研队伍中的一员,从齿轮研究开始,踏上了为祖国贡献聪明才智的科研之路。

1961年,研究所接到中国科学院下达的为光电经纬仪研制6级至5级精度齿轮的任务。这是一项军工项目,所领导经过慎重研究,决定将这项任务交给年轻的王立鼎。当领导找他谈话征求意见时,听完任务要求,王立鼎深知这项任务的艰巨,更知道其对祖国国防建设的重要性,于是毫不犹豫向领导表态:“保证完成任务。”接受任务后,王立鼎全身心投入到研制中,他早晨5点起床从给齿轮磨床预热开始,一直忙到小半夜,每天只睡5个多小时觉。凭着这样一种拼命精神,经过反复研究,不断攻关,王立鼎很快圆满完成了任务。在这项研制过程中,王立鼎产生了研制高一级精密齿轮的想法。齿轮精度分为12个等级,数值越小精度越高,最高精度为1级。

王立鼎是那种有了想法就迅速付诸实施的人,很快他就在研究所领导支持下忘我地投入到研制中。每天几乎工作近20个小时,很多时候到了吃饭时间,匆匆吃上几口马上回到机床旁继续攻关。最终通过改造国产机床、创新工艺等一系列大胆举措,研制出了4级精度齿轮,达到了当时国内先进水平。1965年,这项成果获得了 “中科院优秀科研成果奖”。

获奖不久,一项更艰巨的科研任务落到王立鼎肩上。当时国家国防建设中需要超精密齿轮,这一精度的齿轮当年国内从未制造过,国际上也只有位于瑞士的一家公司能制造。领命时王立鼎立下铮铮誓言:只要国家需要,不管要求多高,我一定能做出来。做超精密齿轮需要先进机床,由于西方封锁,我国很难进口先进机床,王立鼎便立足现实,在国产机床上进行大胆改造,与此同时创建了“易位法”等多种新工艺,经过一年多不懈努力,于1966年研制出国内首个超精密齿轮,满足了军方需要。超精密齿轮加工技术在工业生产、航空航天及军用装备生产等多个领域具有重要战略地位,是一个国家制造业水平的重要标志之一。王立鼎刚过而立之年便取得如此成就,成为国内公认的超精密齿轮研制专家,赢得了“精密齿轮王”的美誉。

此后王立鼎加快了齿轮研制追赶国际先进水平的步伐。为继续提高齿轮精度,经过一番精研细琢,他毅然将国际上机械结构最高精度的测量装置——端齿分度机构用到自己改装的齿轮机床上,使机床达到当时国内齿轮机床从未达到过的精度,终于经过十余年攻关、实验,研制出2级精度齿轮,使我国一举跻身国际先进行列,其实体样件已作为我国校对齿轮量仪的基准。1965年至1980年,王立鼎先后研制出5批世界一流的超精密齿轮,应用于我国雷达及相关军工生产中,为这些领域的快速发展奠定了坚实基础。

以国家需要为己任,跨领域、跨学科贡献聪明才智

20世纪80年代初,西方一些发达国家开始研制激光光盘,其信息存储量高出磁盘约100倍,而且不受电磁场影响,寿命也大大高于磁盘,这引起包括我国在内的世界众多国家的关注。当时我国想引进这一技术,但西方公司叫嚣绝不卖给中国。

面对这种状况,1984年,国家科委决定组织相关专家启动光盘研制项目,自力更生自主研发。生产激光光盘的核心技术是制作光盘母版的设备——光盘伺服槽及预制格式刻划机,它的制作涉及光学、机械学、电子学、计算机四门学科,

研制难度非常大。国家科委将这项任务交给了研究能力雄厚的中国科学院长春光学精密机械研究所。研究所领导深知任务艰巨,经反复研究,认为王立鼎堪当此重任。所长唐九华找来王立鼎,说明情况后希望由他主持这一项目。这让一直潜心搞齿轮研制的王立鼎有些犹豫,担心难以胜任。唐九华见状语气郑重地说:你能通过改造国产设备、创建新的工艺研制出国际水准的超精密齿轮,体现了一种敢为人先的精神,我们选择你看重的就是这一点。闻听所长此言,王立鼎不再犹豫,当即接下了任务,迅速组建起一支集所内百名具有相关知识科技人员的研制队伍,在没有任何参考资料,绝大多数人连激光光盘都没见过的条件下开始了科研攻关。王立鼎率先垂范,一边努力补充专业知识,一边带领大家投入到研制中。他将人员按专业知识分设五个组,根据他们各自专业特长分配相应研制任务。研制中王立鼎既是指挥员,又是战斗员,从研究制定工作计划、攻克技术难关,到一次次实验,每个环节都能见到他的身影,有时遇到一个技术难题,一忙就连轴转好几天。他这种忘我的科研精神,激励着每一位研制人员。天道酬勤,经过全体人员不懈努力,四年后,王立鼎带领的团队成功研制出中国第一台光盘伺服槽及预制格式刻划机,彻底打破了西方发达国家对我国激光光盘的封锁,填补了国内空白。在中国科学院组织的鉴定验收中,著名光学专家王大珩等多位两院院士表示,王立鼎主持设计的成果不仅在单元技术上有多处突破与创新,还有十余项技术指标达到了世界先进水平。1992年,王立鼎带队完成的这项成果荣获国家科技进步二等奖。

20世纪90年代初,国外微机械系统发展动态传入国内。这是一种尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置,其内部结构一般在微米甚至纳米量级,为一个独立的智能系统,主要应用于高新技术产业,是一项与国家科技发展、国防安全等诸多方面相关的关键技术。具有敏锐科学思维的王立鼎马上意识到,这是未来机械领域的重要发展走向,便立即主动向上级提出申请,希望成立专门研究机构,尽快追赶上这一世界新科技的发展。上级领导很重视王立鼎的申请,于1992年5月在研究所成立了我国第一个微机械工程研究室,任命王立鼎为研究室主任。一上任他立马投入到研究中,第二年便出版了中国第一本微机械系统译文集《微机械》,积极向国内同仁介绍这一系统。与此同时,王立鼎先后承担了30项国家这方面研发任务,全部圆满完成,其中微型机械运动参数测试仪、微操作系统等5项成果达到国际先进水平。一些人对王立鼎要求进行微机械系统研发不理解,认为他这是自讨苦吃;个别人甚至说:你在超精齿轮研究方面造诣非凡,已成为国内顶级专家,何必投入到一个陌生领域,一旦失败岂不毁了名声。听到这些议论,王立鼎并不回应,他心里清楚,自己之所以这样做,并非想在这个领域博取什么名声,目的只有一个,就是希望将这一新型系统的高科技技术引入国内,为祖国培养出一些这方面的栋梁之材。1995年,王立鼎当选为中国科学院院士。

1998年,大连理工大学为了加强学科建设,时任校长、我国著名力学家程耿东院士力邀王立鼎来校工作,两年前受聘为该校教授的王立鼎年底正式调入大连理工大学。入校后,程耿东校长希望王立鼎集合机械、物理、材料等几个学科组建一个跨院系、跨学科的微系统研究机构,王立鼎欣然答应。一番紧锣密鼓的筹备后,1999年,大连理工大学正式成立微系统研究中心,王立鼎亲任主任,吸收一些国内优秀人才和校内优秀学子组建起一支30多人的研究队伍。研究中心相继完成了一系列国家重大科研课题,现在这支队伍已发展成辽宁省微系统、微制造重点实验室。

以国家需要为己任,在跨专业研制我国光盘伺服槽及预制格式刻划机、引进发展我国微机械系统过程中,王立鼎仍不忘超精密齿轮研制的老本行。他深知7级、6级精度齿轮市场需求大,能够量产,而超精密齿轮研制难度极高,难以量产,但它又是国家高科技项目和军工生产不可或缺的必需品。2002年,为了在超精密齿轮研制上摆脱国外“卡脖子”状况,王立鼎谢绝一些企业、公司的高薪邀请,在大连理工大学重建起高精密齿轮研究室,全心致力于提高齿轮加工精度。他说:国家需要超精密齿轮,哪怕只需要一个,我们也要做出来。正是秉持这样一种理念,经过坚持不懈的深耕,2017年王立鼎带领的团队终于研制出1级精度标准齿轮,达到国际领先水平。这项具有完全自主知识产权的成果,一举填补了国内外1级精度齿轮制造工艺与测量方法的空白。目前,王立鼎率领的团队是我国唯一一支超精密齿轮研制队伍,承担着国家各个重要项目超精密齿轮的研制任务。

60余年来,王立鼎一直怀着一颗感恩之心,一份爱国之情,奋战在科研一线,取得了令人瞩目的成就,撰写、发表论文200余篇,出版学术著作2本,拥有发明专利10余项,研究成果获国家科技进步奖二等奖2项、三等奖1项,全国科技大会奖1项,省部委奖10多项;并先后担任了国家S—863计划微型机械主题规划专家、国家自然科学基金委员会微电子芯片系统重大计划专家组专家、国家中长期科学与技术发展规划专家等,被评为辽宁省“五一”奖章获得者、大连市特等劳动模范等。

如今,已88岁高龄的王立鼎依然在科研领域忙碌着。不久前,王立鼎应邀为年轻学子作报告,报告结尾时,他引用保尔·柯察金的名言,并融入自己所感所想:一个人的生命应当这样度过,当他回首往事的时候,不因虚度年华而悔恨,也不因碌碌无为而羞愧!我要把我的一生献给祖国的科学事业!这是王立鼎对自己科研人生的最好诠释。

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