为祖国铸就坚不可摧的“地下钢铁长城”

——记2018年度国家最高科学技术奖获得者、陆军工程大学教授钱七虎
01-08 18:11 | 军事来源: 中国青年报客户端

1月8日上午,首都北京,人民大会堂。2018年度国家科学技术奖励大会隆重召开。万众瞩目中,满头白发的钱七虎院士从中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平手中接过2018年度国家最高科学技术奖证书。

这是中国科技领域的最高荣誉。那一刻,台下的观众们用如潮的掌声向这位82岁高龄的“铸盾先锋”致敬。

钱七虎是解放军陆军工程大学教授,防护工程和岩石力学专家。这位中国工程院首届院士是我国现代防护工程理论的奠基人、防护工程学科的创立者、防护工程科技创新的引领者,他用毕生心血为我国铸就坚不可摧的“地下钢铁长城”立下了不朽功勋。

在室外爆炸试验现场。(资料图片)

初心

钱七虎1937年10月生于江苏昆山。那一年,淞沪会战爆发,日本侵略者占领上海。在那个风雨飘摇的年代,钱七虎在母亲逃难途中出生,因家中排行老七,取名“七虎”。

在抗日战争的枪炮声中,钱七虎渡过了穷苦的童年。他7岁丧父,家里全靠母亲摆小摊维持生计。解放后,依靠政府的助学金,钱七虎完成了中学学业。强烈的新旧社会对比,在他心中深深埋下了矢志报党报国的种子。

1954年,从上海中学毕业后,钱七虎原本被选派到苏联读书,这样的机会在当时是很多人梦寐以求的。但这时传来消息:我国急需军事人才,新成立不久的哈尔滨军事工程学院要在中学招收优秀毕业生。

出国留学还是在国内读军校?钱七虎毅然决定放弃到苏联深造的机会。1954年8月,钱七虎高兴地迈进了哈尔滨军事工程学院的大门,成为哈军工组建后招收的第三期学生。

“一个人活着为了什么?”军校的第一堂革命人生观课让钱七虎至今记忆犹新。学校的预科主任说,人活着是为了保护人民的生命财产安全,是为了保家卫国、建设钢铁长城。当兵不是为了升官发财,不是为了谋出路,是为人民服务的。

“那是我第一次感受到军队的这种博大情怀,听了很振奋,记得很牢。”钱七虎院士回忆说。

1960年,以全优的成绩从哈军工毕业后,组织决定选派钱七虎到苏联莫斯科古比雪夫军事工程学院留学。5年后,钱七虎学成回国,获得工学副博士学位。根据组织安排,他担任原西安工程兵工程学院教员。从那时起,为国家铸就坚不可摧的“地下钢铁长城”,就成了他毕生的追求。

“作为一名科技工作者,只有不忘初心、心怀感恩,把个人理想与党和国家的需要、民族的前途命运紧密联系在一起,才能有所成就。”回顾自己80余年的人生岁月,钱七虎院士总结说。

在实验室指导学员试验。(资料图片)

追 求

上世纪70年代初,戈壁深处一声巨响,荒漠升起一片蘑菇云……当人们欢呼庆贺之时,一群身着防护服的科研人员迅速冲进核爆中心勘察爆炸现场,钱七虎便是其中一员。

“世间万物,相生相克,有矛必有盾。”在那个特殊的年代,我国面临严峻外部威胁,在钱七虎看来,如果说核弹是对付敌对军事力量的锐利的“矛”,那么防护工程则是一面坚固的“盾”。

“防护工程是我们国家的地下钢铁长城,‘矛’升级了,我们的‘盾’就要及时升级。”钱七虎说。

他受命进行空军飞机洞库门的设计,为了找准原有设计方案存在的问题,他专门到核爆试验现场调查研究。

但凡有成就的科学家,往往有着敏锐独到的眼光。在核爆现场,钱七虎发现飞机洞库的防护门虽然没有被炸坏,里面的飞机也没有受损,但是防护门发生了严重变形导致无法开启。

“门打不开、飞机出不去,就无法反击敌人。必须找出问题,进一步优化设计方案。”钱七虎首先想到的是改良传统手算模式,使用先进计算理论和设备。那个时候,有限单元法作为一种工程结构问题的数值分析方法刚刚兴起,他决定用这种方法解决飞机洞库门的计算问题,这在当时属国内首创。

当时先进的计算设备是晶体管计算机,自己单位还没有。辗转多方协调,钱七虎联系到国内少数几个拥有大型晶体管计算机的科研单位借用。

他利用有限单元法进行工程机构的计算,解决了大型防护门变形控制等设计难题。为了缩短防护门的启闭时间,他创新提出使用气动式升降门方案。

历时两年多,钱七虎成功设计出当时国内跨度最大、抗力最高的飞机洞库防护门。那年,他38岁。

随着侦察手段的不断更新、高技术武器与精确制导武器的相继涌现,防护工程在高度透明化的战场中,常常是“藏不了、抗不住”,特别是世界军事强国开始研制精确制导钻地弹,给防护工程造成了巨大威胁。

钱七虎决定进军抗深钻地武器防护的系统研究。通过调查研究已解密公开的苏联地下核试验等大量资料,经过近千次细致的推导计算,他创造性地提出了建设深地下防护工程的总体构想,并带领团队开始了艰难的跋涉。

经过长达10多年的研究,他和团队攻克了一个个难关,构建了破碎区受限内摩擦模型,研究了地冲击诱发工程性地震的不可逆运动规律和深部施工灾变孕育演化机理,为抗钻地核武器防护工程的设计与建设提供了理论依据,也为我国战略工程安全装上了“金钟罩”。

指导南京玄武湖隧道施工。(资料图片)

情怀

1992年12月28日,珠海三灶岛。在距炮台山3公里处的主席台上,坐着军地领导和国内外媒体记者,现场的气氛宁静又紧张。那一刻,全国人民都在静静地关注着一场前所未有的大爆破。

主席台上,钱七虎也在其中。作为这场爆破的主持者,他深知,这场爆破工程的难度是前所未有的:爆破总方量1085万立方米,50%的土石方要一次性定向抛至大海,50%的土石方要松动破碎;把半座山扔进大海,需要上万吨炸药,还要确保山外600米和1000米两处村庄安全,房屋不得倒塌。

“是挑战,更是机遇!”一年前,接到任务后,时任工程兵工程学院院长的钱七虎立下了军令状。“我们有最好的爆破工程专家和最过硬的团队,我胸有成竹!”钱七虎7次到珠海一线研究解决重大问题,组织制定有效措施,带领爆破技术人员和学员连续奋战,反复做模拟试验,测定震动参数和炸药的可靠性,邀请多名国内爆破领域专家现场讨论设计方案。

时针指向13时50分。随着爆破工程现场总指挥一声令下,霎时间,1.2万吨炸药和数万支雷管在程控起爆器精确控制下,分成33批,在38秒内逐一起爆,其爆炸当量相当于二战时期美国投放广岛原子弹的60%。

远远望去,炮台山在抖动中先后被切成三段,每段山体又一片一片被削抛向天空,掷入大海,宛如天女散花,又似蛟龙入海,蔚为壮观。

爆破成功,达到预期效果!一时间,这场爆破在我国爆破领域引起了轰动,军地领导、科研单位纷纷发来贺电。

炮台山的成功爆破,被媒体称为“亚洲第一爆”,时至今日仍保持着世界最大直列条形装药工程爆破当量的爆破纪录。

在图书馆查阅资料。(资料图片)

期盼

走在校园的林荫道上,满头白发的老院士和蔼可亲,教职员工见到他都主动打招呼。平易近人是钱七虎留给很多人的印象。

然而,很多学生提起师从钱七虎的经历,却觉得是“痛苦而有收获的煎熬”,因为经常会受到批评。钱七虎常说,“我要是哪一天不批评你们了,就是对你们失望了”。

赵跃堂是钱七虎的一名得意弟子。他写博士论文的过程就“备受煎熬”。“写论文不能仅仅为了拿到学位,你的科研成果是要运用到实践中去的,来不得半点马虎,理论和技术都要经得起实践检验。”在导师的严格要求下,赵跃堂的论文先后做了4次大的调整。

1996年,当赵跃堂把自己的博士论文第7次稿交给导师钱七虎时,钱七虎正好动身去北京参加政协会议。半个月后,钱七虎开完会返回南京,赵跃堂从导师手里拿回自己的论文时,发现上面写满了密密麻麻的小字,从观点、公式到表格、数据,200多页的论文几乎每页都有增减和修改。

“科学是老老实实的学问,来不得半点马虎。”钱七虎常常对他的学生们说。

郭志昆于1991年攻读博士,当时导师钱七虎已是学院院长,工作非常繁忙,但是仍然坚持给研究生上课。白天会议活动多,没有整块时间,就经常利用晚上上课。 一直到现在,耄耋之年的钱七虎仍然坚持亲自授课,亲自指导选题、撰写论文。

“最近几年,考虑到导师年龄大了,有一次,我们提出导师新招收研究生的专业基础课可以由我们来代上。”钱七虎的学生陈志龙教授介绍,“导师当时就有点火大,‘我们不搞代师授徒那一套’,‘把青年人招进来就得全心全意地把人家培养出来’。”

钱七虎常说,要积累学科发展后劲,必须重视培养人才梯队。在他的提议下,陆军工程大学的防护工程科研团队每年都举办几场“学术民主生活会”,老中青三代科研人员齐集一堂,开展“头脑风暴”“讲述失败案例”等活动。

数十年来,钱七虎创建了我国防护工程学科和人才培养体系,培养了一批长江学者、勘察设计大师等优秀人才,先后共指导博士研究生55名,博士后40名,帮带10余名国家级科技人才。带领团队建成国家重点学科、国家重点实验室和国家、军队创新研究群体,他还长期担任中国土木工程学会防护工程分会理事长和中国岩石力学与工程学会理事长。

对于中国在世界防护工程领域的实力,国际岩石力学学会前主席J.A.Hudson教授这样评价说:“无论是理论岩石力学,还是地面、地下岩石工程方面,中国正在引领全世界。”

2013年,获聘国际岩石力学学会会士。(资料图片)

作者:云利孝 丁辉辉 李浩

责任编辑:于璧嘉