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刘永坦:让海防雷达炼就火眼金睛

2019-01-09 09:45来源:科技日报

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  人物简介

  刘永坦,中国科学院院士,中国工程院院士,哈尔滨工业大学教授,著名雷达与信号处理技术专家,对海探测新体制雷达理论和技术奠基人、引领者,1991年和2015年两次获得国家科技进步一等奖。他率领团队全面自主创新,实现对海新体制探测理论、技术的重大突破,在工程应用中发挥重要作用。他凝聚了一支专注海防科技创新的“雷达铁军”,培养了一大批科技英才,耄耋之年仍奔波在教学、科研一线。

  他,是黑龙江省唯一的两院院士;他,1991年和2015年两次获得国家科技进步一等奖;他,带领团队研制出具有全天时、全天候、远距离探测能力的新体制雷达,实现了我国对海远距离探测技术的重大突破;他,带出一支作风过硬、能攻克国际前沿难题的“雷达铁军”;他,就是哈尔滨工业大学教授刘永坦。

  “我只是一名普通的教师和科技工作者,在党和国家的支持下,做成了点儿事。这事离开团队的力量是绝对无法做到的。荣获国家最高科学技术奖是一种无上的光荣,这份殊荣不仅属于我个人,更属于我们团队,属于这个伟大时代所有爱国奉献的知识分子。”刘永坦接受科技日报记者采访时说。

  1月8日,在北京人民大会堂,刘永坦接过2018年度国家最高科学技术奖证书,那一刻,他想的更多的是,他是在代表整个团队领取这个奖项。

  40年来,刘永坦心无旁骛,始终致力于新体制雷达事业的发展,让海防“千里眼”炼就火眼金睛。

  生逢乱世,唐诗宋词熏陶出家国情怀

  幼时读史书、诵诗文,培养出很强的求知欲和爱国心

  “我家是在南京大屠杀之前逃离的南京,如果晚一点我们都没了。” 刘永坦淡然的冷幽默中饱含着对国家命运的深切关注。

  1936年,刘永坦出生在南京一个温馨的书香门第。然而,生逢乱世,出生不到一年,他就随家人开始了颠沛流离的逃难生涯。饱受10多年流离之苦的刘永坦自懂事起就对国难深有体会。

  “虽然那时候小,但那种苦深深印在脑海里。‘死去元知万事空,但悲不见九州同。王师北定中原日,家祭无忘告乃翁’……我永远不会忘记在昏暗的菜油灯下做完作业,母亲用慈祥动人的声音诵读诗词和讲解家国大义时的激情。”刘永坦说,他很小的时候就在母亲的“监督”下读史书、诵诗文,培养出了很强的求知欲和爱国心。父亲常告诉他,科学可以救国,可以振兴中华。强国的梦想从小就在他心里深深扎下了根。这种在唐诗宋词里熏陶出的家国情怀,此后伴随他科研攻关一生。

  13岁那年,中华人民共和国的成立更让他坚定了刻苦学习、科技兴国的信念。

  1953年,刘永坦以优异成绩考入哈尔滨工业大学。在大学里他如鱼得水,对于学校开设的工科数学和物理,他觉得“不解渴”,又自学了理科数学和物理的有关部分。

  经过一年预科、两年本科学习,成绩优异的刘永坦作为预备师资之一,被学校派往清华大学进修无线电技术。1958年,刘永坦回到哈工大参与组建无线电工程系。这年夏天,他走上哈工大讲台,成为高校教师,迈出向科学进军的脚步。

  走出国门,开启学霸模式赢得同行认可

  作出独创性贡献,被授予“名誉研究员”称号

  1965年春,刘永坦在哈工大参加了科技攻关第一战,承担国家“单脉冲延迟接收机”研制任务,提出了总体设计方案。遗憾的是,他还没有来得及完成人生第一项研制任务,“文革”就开始了。1970年刘永坦暂别尖端技术的研发,插队落户到黑龙江省五常县农村。刘永坦知道,处于逆境中的个人必须经得起考验,他没有消沉,激励自己做“合格的农民”,但因此落下了腰病的毛病。

  1973年,刘永坦重回哈工大,1978年,被破格晋升为无线电系副教授。同年8月,凭借扎实的“内功”,他以优异成绩考入北京语言学院出国外语培训快班,成为改革开放后第一批迈出国门的学者。

  1979年6月,刘永坦走出国门开始异域求学。他所进修的英国伯明翰大学电子工程系聚集着一大批雷达技术知名专家和学者,刘永坦的合作教授谢尔曼就是其中之一。谢尔曼交给刘永坦大量英文文献,凭借过硬的英文功底、深厚的专业知识,刘永坦开启学霸模式,很快“啃完”了文献。他的勤奋、刻苦和才华赢得谢尔曼的信赖和赏识。谢尔曼让他参与到重大科研项目“民用海态遥感信号处理机”的研制工作中。

  设计、试验、失败、总结、再试验……一年多以后,刘永坦顺利完成具有国际先进水平的信号处理机研制工作。谢尔曼评价说:“刘永坦独自完成的工程系统,是一个很有实用价值、工程上很完善的设备,其科研成果无论在理论上还是实践上都很重要。他的贡献具有独创性。”进修期间,伯明翰大学授予刘永坦“名誉研究员”称号。

  通过这次难得的科研任务,刘永坦对雷达有了全新认识。传统雷达虽然有“千里眼”之称,但也有“看”不到的地方。世界上少数发达国家开始致力于新体制雷达的研究,旨在让“千里眼”练就火眼金睛。

  “中国必须要发展这样的雷达!这就是我要做的!” 一个坚定的目标就此在刘永坦心中萌芽。1981年秋,怀揣开创中国新体制雷达之路的宏愿,进修结束后的刘永坦立刻起程回国。

  对标前沿,为新体制雷达立项四处游说

  历时10个月,一份20多万字的方案论证报告出炉

  留学归来的刘永坦满腔赤诚地开始向哈工大、向国家有关部门宣讲他的“雷达故事”。然而,当时“新体制雷达”还只是一个概念,国际上还没有做成的,很多人不信。“美国做出来了么?英国做了么?”这是刘永坦被追问最多的问题。

  新体制雷达不仅代表现代雷达的一个发展趋势,而且对航天、航海、渔业、沿海石油开发等领域都有重要作用。20世纪70年代中期,国内有关单位曾对该项技术进行过尝试,但由于难度太大、技术储备不足等诸多因素,最终未获成功。

  除基本思路外,刘永坦找不到参考资料,更没有相关技术可借鉴。很多人认为刘永坦的“雷达故事”听上去很美好,但希望很渺茫。好心人劝他,大的研究院所尚且不具备这样的条件和能力,更别说一所大学了;这样的研究风险太大、周期太长,很可能把时间和精力都搭进去了却一事无成……但刘永坦不改初衷。

  苦心人,天不负。这一切在1982年初春有了转机。刘永坦向当时的航天工业部预研部门领导详实介绍了发达国家新体制雷达发展的动态,并畅谈了自己的大胆设想。预研部门当场拍板支持。随后,刘永坦着手进行细致的策划和准备。

  经过10个月连续奋战,一份20多万字的《新体制雷达的总体方案论证报告》诞生了,有厚厚的六大本。1983年夏,原航天工业部科技委员会召开整整4天的方案评审会,最后一致通过。

  这是一场填补国内空白、从零起步的具有开拓性的攻坚战。经过800多个日日夜夜的努力、数千次实验、数万个测试数据的获取,刘永坦主持的航天部预研项目“新体制雷达关键技术及方案论证”获得丰硕成果,在新体制理论体系和关键技术上取得重大突破。1986年7月,新体制雷达关键技术成果通过鉴定。从此,新体制雷达从预研项目被列为国家科技应用与基础研究项目。

  建雷达站,完成对舰船远距离探测实验

  每年200多天出差在外,研究成果达到国际先进水平

  完成预研,刘永坦认为仅仅“纸上谈兵”还不够,需要进一步建立有实际意义的雷达实验站,用于理论和关键技术的验证。1986年,刘永坦开始主持“新体制雷达研究”。

  雷达研制试验现场,都是荒无人烟的无人之地,刘永坦团队常常在条件恶劣的试验现场一干就是几个月,临到春节前一两天才能回家与亲人团聚。据刘永坦爱人回忆,那时刘永坦差不多每年有200多天在外出差,家里大事小情都由她统管。

  调试初期,系统频频死机。要从几十万行的大型控制程序系统中找出问题症结,工作量巨大。作为主帅,刘永坦承担着比别人更加繁重的工作。在外场做试验的劳动强度非常大——每天工作十几个小时,常常赶不上吃饭,困了就倒在实验室板凳上凑合一觉……超负荷的脑力和体力付出,铁打的汉子也会被击倒,疼痛难忍的腰间盘突出曾让他几个月不能行走。有一次,在攻克某个关键技术时,他因为长期劳累倒在现场。但刘永坦依旧“运筹”于病床之上,坚持和大家一起奋战,打败了挡在必经之路上的“拦路虎”。刘永坦还患有高血压,一直在吃药,但40年来,从没因此停止过科研攻关。

  有志者,事竟成。这群优秀的科技工作者顶风冒雪,日晒雨淋,终于在1989年建成了中国第一个新体制雷达站,成功研制出我国第一部对海新体制实验雷达。

  1990年4月3日,刘永坦团队首次完成了我国对海面舰船目标的远距离探测实验,取得重大突破。当年10月,国家多个部门联合举行的鉴定会宣布:“新体制雷达研究成果达到国际先进水平。”1991年,该项目荣获国家科技进步奖一等奖。

  探索不止,把实验室成果变成真正的应用

  形成了一整套创新技术和方法,攻克了一系列国际性难题

  研究成果获得国家科技进步奖一等奖,有人劝说他见好就收吧。刘永坦不仅没有停下,而且选择了一条更加难走的路。

  “一定要把实验室里的成果变成真正的应用。”刘永坦认为这些成果倘若不能变成真正的应用,那无疑就像是一把没有开刃的宝剑,好看却不中用,这对国家来说是一种巨大的浪费和损失。

  一切为了国家的需要,面对不确定性,面对人生的又一次重要抉择,刘永坦又一次做出了勇往直前的决定。

  这一次,他知道不止需要8年。随后发生的事情,让刘永坦“意外”地被深深感动。得知他的决定,团队成员全体义无反顾地选择了全力支持。

  刘永坦深知,科学技术发展到今天,科研活动不可能再允许一个人去单打独斗。新体制雷达研制队伍就是一个相互协作的团队。更艰苦的下一步,他要联合国内优势科研力量组建一个更大的团队,走一条产学研结合之路。

  1997年,新体制雷达被批准正式立项,哈工大作为总体单位承担研制工作,这在国内高校中尚属首次。刘永坦团队深知,这是一条只能进不能退的路。“能为国家的强大作贡献是我们最大的动力和使命。国家把这么重要的项目交给我们做,这是我们最大的荣耀。”

  为了解决国家海防远程探测的迫切需求,必须研制具有稳定、远距离探测能力的雷达,然而,从原理到工程实现涉及电磁环境复杂、多种强杂波干扰等国际性技术难题。面对世界各国均难以逾越的技术瓶颈,刘永坦带领团队,历经上千次实验和多次重大改进,对长期以来困扰雷达的诸多威胁提供了有效的对抗技术措施,终于在本世纪初形成了一整套创新技术和方法,攻克了制约新体制雷达性能发挥的系列国际性难题。

  回忆起从实验场地转战到实际应用场地的岁月,团队成员都唏嘘不已:很多理论、技术上的难点和空白仍然需要去解决、去填补,再加上地域环境的差异,实际工作中又产生了许多新的问题和困难。

  历经十余年的艰辛努力和刻苦攻关,刘永坦和他的团队又一次圆满完成了任务,2011年成功研制出我国具有全天时、全天候、远距离探测能力的新体制雷达——与国际最先进同类雷达相比,系统规模更小、作用距离更远、精度更高、造价更低,总体性能达到国际先进水平,核心技术处于国际领先地位,标志着我国对海远距离探测技术的一项重大突破。2015年,团队再次获得国家科技进步奖一等奖。

  哈工大副校长韩杰才院士说:“刘永坦团队研制的新体制雷达实现了关键技术自主可控,不向国外封锁低头,不惧卡脖子,靠不服输的劲头,通过自主创新,技术成果达到国际先进水平。刘永坦团队敢于啃硬骨头,40年坚持围绕一个方向一个领域,这种精神非常宝贵。”(记者李丽云)

[责编:张佳兴]

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