为潜艇穿上“隐身衣” 装上“千里目”“顺风耳”

青岛晚报 2022年07月05日

2022.07.05 星期二

     

     

    

中国人民解放军海军潜艇学院教授、博导笪良龙。

  在黄海之滨的海军潜艇学院,有一位专门与被称为“水下蛟龙”的潜艇打交道的专家。由他开创的海洋环境军事应用学科和研制开发的潜艇水声环境信息决策支持系统,已成为我国海军潜艇水下作战的“倍增器”,并使我国海洋水声环境研究与应用跻身国际先进行列,他就是中国人民解放军海军潜艇学院教授、海军专业技术少将笪良龙。日前,笪良龙因为长期开展海洋环境效应和水下无人探测等相关技术研究、装备建设和人才培养工作,为我国水下国防安全建设作出了突出贡献,荣获2021年度山东省科学技术最高奖。这是他继获得2020年度青岛市科学技术最高奖之后的又一重要科技奖项。

中国人民解放军海军潜艇学院教授、博导笪良龙在跟同事沟通。

  对于大部分人来说,笪良龙的名字或许不那么熟悉,这与他专注的科研领域有关。30多年来,笪良龙一直从事海洋环境效应和水下无人探测等相关海洋技术研究、装备建设和人才培养工作,着力解决潜艇在水下 “藏得住自己”,同时“探得着别人”的攻防作战核心问题,为维护我国水下国防安全锻造了 “杀手锏”。

创造力和梦想是最大的动力

  笪良龙说自己是个爱幻想的人。参军入伍刚分到潜艇部队,就梦想开潜艇巡游大洋,他跟战友们说,将来要做一个骑鲸蹈海的潜艇指挥官,但却遭到大家的取笑,笪良龙当时就来气:没上过潜艇,还不允许想吗?笪良龙憋着一口气,一定要考潜艇学院!果然,他以全军第一名的成绩,进入潜艇学院。

  现在,我国潜艇相关的科研技术已经接近世界先进水平。但在上世纪80年代末、90年代初,一些发达国家把水声环境技术应用于海战,并把环境效应技术列为未来海战的关键技术,而当时的中国在这方面还是一片空白。

  “时不我待,必须让中国潜艇人用上自己的‘水下沙盘’! ”从那时起,笪良龙就选择了这个研究方向。想闯出新途径,也意味着责任重大。不过,想象力也给了他更多的机会。

  海洋的水深、温度、盐度、密度、声速以及声波在海洋传输过程中所形成的物理场等要素,就相当于陆地上的“地形地貌”,对潜艇在水下作战有重要影响。尤其是海洋温度具有不均匀性,由此导致水下声传输具有不连续性,是各国利用水声环境效应提高潜艇的隐蔽性能和作战效能的核心关注点。

  “在水下,声音是最重要的传播方式。在有些水温高、声音无法到达的区域,就形成了天然的‘隐蔽区’。 ”笪良龙介绍,在这个原理之上,他系统开展了潜艇海洋环境效应基础研究,揭示了我国周边海域复杂水声环境对潜艇作战影响的基本规律,“摸清”了海底传播介质的应用秘诀,为我国潜艇海底隐蔽和作战提供了技术支持,被中央军委记一等功。

让潜艇“藏得住”“探得到”

  起步何其艰难。没有自己的实验室,笪良龙“借鸡下蛋”:他报名参加了由中国科学院、中国船舶总公司和海军三家组织的国家“九五”某重点研究项目的实地考察。在海上漂泊的两个多月,他来回穿梭于专家、器材、现场和资料之间,寻找一切机会请教,笔记记得越来越厚重,操作越来越熟练。 3个月后,笪良龙作为军方代表向项目组提交了一份学术报告。正是这份报告,确立了潜艇学院水下作战环境研究在军内外的地位。

  这项成果相当于为潜艇穿上了 “隐身衣”,使我国海洋水声环境分析评估和潜艇水声作战应用技术达到国际先进水平,对建设数字化海战场、打赢信息化条件下海上局部战争,具有深远的战略意义和重大的军事效益。

  尽管这是个更偏向于基础研究的项目,对科研经费的需求不算高,但在项目完成过程中,笪良龙还是免不了自掏腰包进行经费的投入,就连申报国家科技奖的时候,打印费都是自己出的。 “这个领域确实是国家所需,也是我的兴趣所在。 ”笪良龙回忆,“所以再苦也能坚持,哪怕有100次想要放弃,我也在第101次又把自己扶起来了。 ”笪良龙说。

  潜艇在水下不仅要能“藏得住”自己,还得能“探得到”对方。为了让潜艇在水下“看得更远”,笪良龙揭示了深海会聚区对潜艇远程探测影响基本规律,针对我国潜艇“打得远,看得近”的矛盾,根据深海声传播等间隔聚焦特性,发现了西太及南海海表温度与会聚区形成的线性关系,确定了潜艇利用会聚区效应作战的方法,有效缓解了潜艇深海作战导弹射程与声呐距离不匹配的重大难题。

  此外,笪良龙还把研究的目标转向了“藏”和“探”的设备研发领域,为潜艇穿上“隐身衣”的同时,装上“千里目”和“顺风耳”,确保其在水下能更好地收集各类有效信息。

“水下沙盘”打破国际封锁

  智能化、无人化是未来国防安全领域,尤其是海洋国防安全领域最重要的发展方向之一。无人平台应用离不开传感器领域的技术研发和制造。 “传感器技术从来都是国家的核心技术,没办法通过进口获得。 ”笪良龙说,“传感器不行,设备就没办法进行信息感知,就开展不了各项工作。所以传感器是设备的核心,是发展的‘卡脖子’难题。 ”

  从2013年开始,笪良龙便率团队“瞄准”了矢量传感器领域进行技术攻关,并成功完成了核心技术的突破和产品的生产。他告诉记者,团队研发的矢量传感器,不仅能够接收声压、震速等信息,还能在现有设备的基础上延伸探测距离。更重要的是,这种矢量传感器可以通过接收声波的时差进行方位判断,从而“锁定”目标方位的具体信息。

  笪良龙介绍,团队已经突破了温压大范围周期性变化矢量水听器设计、声矢量与姿态一体化设计、动平台声矢量弱信号目标自主探测识别等技术,有了自主可控的核心技术支撑。笪良龙主持研制了国内首套某型水下声学滑翔机,开展了国内首次大规模实际运用,填补了我国水下无人平台在该领域的空白,推动了我国水下无人平台跨域发展。

  “我们可以叫这个为水下沙盘。 ”笪良龙为记者做了一个形象的科普:“无人平台,顾名思义就是无人参与的作业平台。这个平台就像是我们家门口的‘安保系统’;同时,也能代替人工,对相关海洋环境参数进行战前测试,对海上障碍物进行清扫。在赤潮、浒苔的监控以及海洋环境的监测方面也有重要应用。 ”

  笪良龙团队研发的平台上可以搭载各种传感器设备,对声学、磁学、光学等海上信号进行探测。笪良龙把平台比作是人的躯体,各类设备就是眼睛、耳朵、鼻子、皮肤等器官,能够感知外面世界。这个平台创造了多项应用纪录,解决了系列核心关键问题,实现了我国水下无人预警平台从零到一的突破,也打破了国际上的技术封锁。

“搞科研最重要的是工匠精神”

  笪良龙认为搞科研最重要的是工匠精神。他说:“科研领域,尤其是海洋研究领域,要实现从前沿技术到装备的自主研发,离不开踏实的工匠精神。为了实现相关设备的研发和工程化应用,我们十几个人组成的团队在近十年里,就‘闷头’干了这么一件事。 ”

  深耕相关行业30载,笪良龙是相关领域当之无愧的“领头羊”。他曾以第一完成人的身份获得国家科技奖两项、军队科技进步一等奖3项,曾获“全国优秀科技工作者”“全军爱军精武标兵”“全军优秀共产党员”“军队杰出专业技术人才奖”“人民海军70周年突出贡献个人”等奖励,荣立个人一等功1次、二等功3次。

  面向未来,笪良龙目标清晰,将围绕潜艇在水下“藏”和“探”的大方向继续攻关。 “科学是永无止境的,需求也是随着发展不断更新的。搞科研没有‘一劳永逸’的时候,我们永远要随着国家战略发展需求的不断更新而前进。 ”笪良龙说。观海新闻/青岛晚报 记者 薛飞扫码看新企点财经