在南蘇丹執行國際維和任務的魏國。姜東坡攝/光明圖片
【知識·軍旅·人生】
“我在哪兒?”“我要去往何方?”在危機四伏的深海,如果沒有慣性導航系統,潛艇就是“無頭蒼蠅”。
國防科技大學前沿交叉學科學院副研究員魏國,14年來跟隨團隊研製慣導系統,幾乎是單槍匹馬攻克了慣導系統最核心的演算法問題,助力我國潛艇擁有了具備高精度自主導航能力的“大腦”。“能為大國重器貢獻力量”,魏國深感自豪。
“這個演算法你必須拿下”
魏國的導師是我國鐳射陀螺及其慣性技術領域專家龍興武教授,魏國是龍老師的學生中為數不多研究測控技術的。
“龍老師帶學生一貫只給大方向,而且對工程要求非常高。”2007年,剛讀研的魏國才知道連“擰螺絲”都有學問,“必須考慮應力均衡,第一個要留有餘量,後續螺釘要依次沿對角方向慢慢加力……”龍老師對細節的一絲不茍深深影響著魏國的科研風格。
在慣導系統中,鐳射陀螺是硬體核心,導航演算法是軟體核心。在工程樣機研製的關鍵階段,仍在攻讀博士學位的魏國臨危受命,緊急攻關係統核心導航演算法,龍興武要求:“魏國,上型號的演算法你必須拿下!”
缺失相關數據和配套軟體,魏國就用“笨辦法”,一個個摸透介面、再調程式,而且還要“摸透陀螺的脾性”,想辦法讓陀螺在系統中發揮出100%甚至120%的效能。
整整3個月,他在地下一層實驗室埋頭苦幹。“那裏手機信號弱,安靜。”調程式是個細緻活,上萬行代碼需反覆檢查,一週前過了二十幾遍的一行代碼,一週後他會再檢查數遍,即便是一個符號的全半角錯誤都不能容忍。他認真地説:“演算法的任何問題都不是小問題,它會直接影響系統精度。”
在沒窗戶、通風性差的“小黑屋”,在一米見方的老式辦公桌前,魏國寫出了適用於高精度慣導系統的軟體演算法。“它能夠感知到地球物理場的週期變化所引起的細微誤差”,當時國內只有兩家單位的導航系統可以達到這種精度,國防科大就是其中一家。
“一定要把重大任務保障好”
魏國第一次上某新型潛艇時,忐忑又興奮:“我告訴自己,一定要把部隊的重大任務保障好。”魏國個兒高,艙內空間狹小,為了調試設備,他一蹲就是一天,弄得滿身油漬。這次保障中,魏國發現:“新型潛艇和普通潛艇不一樣,它內部的升降溫不劇烈。”
慣導系統原本的溫度補償演算法遵循快速升降溫的航空模式,而不匹配環境的演算法會影響系統的長時間精度。魏國定制溫箱、模擬新型潛艇溫度環境、測數據、改演算法,最終建立起適合新型潛艇的溫度補償模型。
一個問題解決了,新問題又出現——慣導系統啟動時間長,而海軍接到命令後必須馬上出航,要求設備應急啟動。經過計算,魏國判定可通過損失一定的系統精度提升載體機動性,他提出了航海慣導系統零位保持技術,在節省時間的同時提升精度。此外,他又改進了基於潛艇運動特性和旋轉調製技術的卡爾曼濾波器,實現了無阻尼條件下的海上啟動和綜合校正,保證系統在無外界資訊的情況下依然有高精度。
隨著部隊使用的慣導系統型號增多,官兵又提出:“用的時候不知道哪套精度高,能不能測一下?”於是,魏國研製了能在出航前評估不同系統導航精度的聯合定位裝置,在潛艇下潛後實現兩套互補,提升共同精度,海軍評價該裝置“依託現有,優於現有”。有官兵説:“原來覺得院校解決不了我們的實際問題,現在看來,你們真是好樣的!”
“部隊的需求在哪,我們的研究就深入到哪。”依靠精益求精的科研態度,魏國接連獲得軍隊科技一、二等獎,某項研究成果被鑒定委員會評價為“國內領先,國際先進”。
“出去不能給國家丟臉”
沉甸甸的成果本可以“消化”一段時間,但閒不下來的魏國又找到了新挑戰——執行國際維和任務。
初到南蘇丹朱巴戰區擔任軍事觀察員的他,加班加點熟悉任務區的各類標準作業程式和作戰命令、各國英語口語發音、隊裏的通聯和後勤、不同類型的巡邏核查任務……“出來維和就是代表中國形象,不能給國家丟臉。”在緊張的維和中,魏國依然保障著科研任務。“出國前,我把手頭事務能自動化的都自動化了。”比如轉臺標定,魏國就編了個程式保證一鍵完成。
有一些需要他手動完成的,魏國就利用南蘇丹和國內5個小時的時差抓緊工作。國內同事入睡時,他這邊天剛黑,正好加班計算。維和期間,魏國跟進的一項和其他單位合作的機上導航項目,取得了比測整體第一的好成績,歸國後他又入選軍隊高層次科技創新人才工程。
維和任務結束時,魏國被授予聯合國和平勳章,獲聯合國南蘇丹特派團部隊“總司令嘉獎”最高榮譽,綜合業績被聯合國評定為最高等級——“傑出”。
從槍林彈雨的南蘇丹回歸中國,當飛機降落在浦東機場的那一刻,魏國大口呼吸著祖國的空氣。他説:“經歷過充滿硝煙的異國戰場,現在回歸沒有硝煙的科研戰場,我更加清楚了自己該走的方向。國家強大,在外才有底氣,而科技硬實力,就是我們最大的底氣之一。”