丹心铸铁甲

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  背景回放:1991年初,伊拉克悍然入侵科威特,美国旋即大规模介入,海湾战争爆发。在伊拉克幼发拉底河谷的一次作战中,伊军的5辆苏制T-55坦克与美军的3辆M1A1坦克遭遇,5辆伊军坦克未发一弹,即被美军坦克全部摧毁……
  芦沟桥畔,装甲兵工程学院的训练场上,国产99主战坦克在起伏不平的“搓板路”高速行驶,车体剧烈颠簸,腾起漫天烟尘,但125毫米主炮的炮口却始终稳稳地咬住目标,一炮目标即被摧毁……
  2012年4月6日,中央军委授予臧克茂院士一等功大会在装甲兵工程学院举行。会上宣读了由中央军委主席胡锦涛签发的通令,并向减克茂院士颁发了一等功奖章,以表彰他对我军坦克火炮控制、全电战斗车辆的理论和应用所做出的重大贡献。
  6月中旬的一个上午,记者在装甲兵工程学院见到了仰慕已久的臧克茂院士。他身材不高,有些微驼,很瘦弱,须发皆白,但脸上却挂着和蔼可亲的微笑。
  记者:臧老,听说您家庭出身是地主,怎么能到哈军工去呢?(上世纪五六十年代,要到哈军工是很难的,首先是严格的政治审查,所以才这样问)。
  臧克茂院士:我于1932年出生在江苏省武进县的一个地主家庭,1951年考入了浙江大学电机系。如果不是当时大学里免学费,还供应吃穿,我就不可能读这个大学。所以我对共产党和新中国一直是怀着真挚的感恩之心,到现在也是这样。大学四年我没回过一次老家,努力学习、积极要求进步,加入了共青团,在大二时就担任了班长和团支委。我在学习之余,把学校图书馆所有的有关左联(这是成立于上世纪三十年代的,由鲁迅等人发起的左翼作家联盟,简称左联)的作家,如柔石、胡也频、郁达夫、清风、穆木天等人写的书都看完了。我从内心里佩服这些共产党员的高尚品格、情操和他们的卓越才华,那时我常想,如果将来我能像他们一样该多好啊。浙江大学在当时的中国大学里,也是一流的。我考大学时校长是马寅初,苏步青、王淦昌等一大批大师都出自于此校。在校四年,我受到了严格的教育,打下了良好扎实的知识基础,使我受益终生。大学毕业时,大概是考虑到我学习成绩优秀且各方面表现良好,先被分配到解放军总干部部,二次分配到哈军工,在海军工程系担任教学工作。但出身不好对我还是存在阴影的,直到院长陈赓大将接见我们时讲的一席话,才打消了我的顾虑。那次陈院长接见时,全国正在搞肃反运动,我们的心情都很紧张。陈院长对大家说:“我是大地主家庭出身,还救过蒋介石的命,照样参加革命,为革命做工作,走上共产主义的道路。我们党历来是历史问题看现在,社会关系看本人,重在表现!”听了陈院长的讲话,我对在哈军工做好工作就有了坚定的信心和决心。
  到哈军工一年后的1956年9月,我被批准加入中国共产党。1958年我还参与了你曾经采访过的邓三瑞院长主持过的我军第一艘水滴形潜艇032的研制工作,在湘潭电机厂受到了前去视察的聂荣臻元帅的接见。
  陈赓大将爱护人才的可贵品质,我们这些老哈军工人直到现在仍念念不忘。在他的坚强“庇护”下,哈军工人在肃反、反右、大跃进等此起彼伏的政治运动中免受了许多牵连和打击。不仅如此,陈院长对我们的福利、工资待遇也给予了极大关注。当时在全国、全军的高校中,我们的工资待遇是很高的。陈赓院长虽然已经去世50年了,但我们哈军工人仍然很怀念他。
  1966年,哈军工整体撤编,我们集体转业。我随海军工程系到了哈尔滨船舶工程学院,继续任教,但脱下军装后心里感到很失落。1979年,装甲兵工程学院到哈尔滨招人,我一听高兴极了,赶紧跑去报了名,经过严格的选拔,我被学院录用了。二次入伍,我很激动。来到北京,我穿着崭新的军装,到王府井著名的中国照相馆照了张标准像,那张照片一直挂在家里。
  记:臧老,您从海军船舶到装甲兵坦克应该是一个很大的转变,您是怎么适应这一情况的?
  臧:知识都是相通的,不会的地方我就努力学习。我一下班就进图书馆,学习补充有关坦克装甲车辆方面的知识。装甲兵工程学院的领导也为我转行给予许多指导和帮助,让我尽快适应。这样,我就最后确定下了自己努力的方向。
  记:是关于全电炮控技术吗?
  臧:对。要谈这种技术,先要谈一点有关坦克炮塔方面的基础知识。一战索姆河战场上的英国坦克炮塔是固定的,只能向一个方向打炮,根本不能适应战场上的需要。后来被称为“法国坦克之父”的埃司丁将军发明了“雷诺”FT-17轻型坦克,并于1918年开始在法军中服役。这种坦克外形和现代坦克差不多,是世界上第一种有旋转炮塔的坦克。新中国成立以后,我国根据苏联的T-54型坦克仿制成功了59式坦克,性能在当时也还算不错的。但它的炮控装置和苏军在二战时期的差不多。坦克炮高低向运动由液压泵控制,水平方向由直流电动机带动做360°旋转,平均美秒转10°。这种直流电动机驱动有一个很大的毛病,就是该快时(主炮向目标调转时)快不起来,该慢时(主炮接近目标时,需要主炮尽快停住,以便精确瞄准目标)又慢不了。因为要克服火炮运动时所产生的惯性,炮长来回几次才能精确瞄准目标击发,所以人们形容这种状况叫“搓炮”,即像洗衣服那样在搓板上来回搓洗,耗时很长,而且要经过长时间的训练,才能使炮长在野战环境练成较高的技术水平。换句话说,这对炮长的要求是很高的,所以那时的优秀炮长都是长期磨练出来的,需要大量的训练时间。而现代对坦克炮的要求是快就非常快,慢就非常慢。
  我从国外科技期刊上看到一种脉冲宽度调制(Pules Width Modnlation,简称PWM)技术,已在外国民用技术方面广泛应用。我想如果能应用到坦克炮塔电动机的控制上,效果会很好。
  记:臧老,您能通俗地解释一下这个PWM系统吗?
  臧:好,先说脉冲吧,即这种系统给予电动机的电流,不是一个连续不断的,而是像我们的脉博一样跳动的。这样的脉冲电流在正反两个方向作用在电机上,产生正反两个作用力。通过调节两个脉冲电流各自的宽度(这就称为脉冲宽度调制),就改变了脉冲电流的平均值的大小,也就改变了正反两个方向的作用力。哪一个方向脉冲电流的宽度大,炮塔就向哪个方向运动。物理学上静摩擦力要大于动摩擦力,换句话说,推动一个静止物体所用的力要大干推动正在移动的物体的力。因为PWM系统使电动机始终处于微动状态,所以与原来的情况相比,只要有一点非常小的作用力,就可以实现电动机从静止到运动状态的变化,或者从运动到静止状态的变化,可以使炮塔转得非常地慢,以便在坦克炮接近目标时,炮长能够方便迅速地精确瞄准目标,比原先需要反复来回瞄准快得多。应用脉冲宽度调制(PWM)系统的我军坦克火炮的瞄准时间缩短47%,命中率提高35%,静默待机战斗时间增加1倍以上。我们现在主战坦克上的这套炮控系统的精确瞄准速度,已经与法国“勒克莱尔”、美国M1A1、英国“挑战者”不相上下,而价格只相当于它们的二十分之一!有了这样的炮控系统,可以大大减少训练时间,一个新兵经过短期训练就可以达到老兵的水平,这节省训练费用,在战时的作用就更大了。   听着臧老兴高采烈深入浅出的解释,记者心中充满了感动,因为记者知道在这对我军坦克战斗力能产生大幅提高的重大技术革新成果的后面,是臧克茂院士在身患绝症后用自己的生命拼搏而来的。
  记:臧老,您在研制这些成果时,遇到的最大困难是什么呢?
  臧:任何一种科技成果从实验室走到大规模工业生产,或投入部队现役,都要有一个很长的过程。对于PWM系统来说,从实验室的小功率到实装到部队现役坦克上的大功率就很难。因为我们国家的工业基础比较薄弱,有的元器件制造不出来,或虽能制造但又不合格。还有坦克要在严酷的自然条件下经受考验。为了测试低温下的坦克使用情况,我们要到黑龙江塔河去试车,那里冬天温度低到零下40多度。为了试验高温湿热我们要到南方去,那里夏天的温度、湿度都很高,钻进坦克就像进入了大蒸笼。诸如此类的试验中出现的问题,我们都解决了,终于向部队交付了合格的坦克炮控系统!
  记:臧老,您的研制项目叫全电坦克炮控系统那什么是全电呢?
  臧:刚才我讲过,T-59坦克主炮的高低方向是由液压泵控制的,液压控制系统很复杂,液压油也有污染,战损维修很麻烦,还可能产生火灾和爆炸。为了消除这些,我们将液压机构去掉,改用电动机控制坦克炮高低方向的运动。这样改动的效果就比较理想了。过去我军坦克的控制都采用直流电动机,为什么呢?因为目前坦克上的电气系统都是直流电系统。直流电动机比较笨重,还有电刷,维修性和可靠性都不好。我们研究采用逆变器将直流电转换成交流电,这样坦克炮控系统就可以使用交流电动机,省去了很多麻烦。
  十几年来,减克茂院士带领他的团队通过奋力拼博,在1997年率先使PWM正式列装部队。此后他又克服了炮控系统由直流到交流控制、液压到全电控制、模拟到数字控制、小功率到大功率控制等重重障碍,成功地使我军的坦克炮控技术达到了世界先进水平。但臧克茂院士并未就此止步,他紧盯世界陆战武器的前沿技术,又开始了对陆战平台全电化技术的探索,这一技术受到总装的重视和支持。
  记:臧老,您是否可以谈一下有关“陆战平台全电化技术”的相关情况呢?
  臧:有关这类技术可讲的很多,但因为时间关系,就简略地谈谈吧。顾名思义,陆战平台全电化,是陆战平台以实现全电化为目的,它是以整车的全电化为主要特征。
  随着科学技术的发展,作战理念和武器装备都发生了非常大的变化,对陆战武器平台也提出了许多新的要求。我们还是以坦克为例。
  在火力方面,现代战场需要将坦克主炮的精确打击距离从现在的2-3千米提高到8~10千米,这对于以化学能发射药为动力的传统坦克炮是不可能完成的,必须以电磁炮和电热炮来替代。当然目前电炮的能源储备是个大问题,因为坦克的空间有限。目前美军在军舰上进行了舰载电磁炮的试验,给这难题的解决带来一丝曙光。复热式电热炮既使用电能又使用化学能,称为电热化学炮。该炮的发射技术接近传统的火炮,所需电能较少,只占发射能量的20%,射程还可以通过调整电能输入改变,体积和重量也会相应减少。该炮最有可能成为陆战平台使用的火炮。
  现在125毫米贫铀尾翼稳定脱壳穿甲弹可在2000米的距离上击穿1050毫米的均质装甲。而想让坦克装上比这还厚的装甲是不可能的,因此必须采用电磁装甲。目前电磁装甲分接触式和非接触式,接触式又分被动式电磁装甲和电磁反应装甲。非接触式电(磁)装甲也称主动式电(磁)装甲,主动式电(磁)装甲和主动防护系统的重量大约是普通装甲的1/10。技术上已无很大的问题,一旦成功批量入役,会使现代坦克抛弃沉重的装甲“轻装上阵”。理想的陆战全电平台应该以蓄电池为能源。但目前电池还不能在坦克所容许的空间和重量范围内提供电炮、电磁装甲等所需要的大量电能,而需要电驱动系统中的电能源提供,因此电驱动系统是陆战平台全电化的基础。现代的电驱动系统通过发动机带动发电机发出电能,给驱动电动机提供电能,以带动坦克前进。但现在的电驱动系统的体积、重量仍比传统的机械传动大,转化效率也较低。解决这一难题的关键是采用有更高电磁性能的新材料和更高效的冷却方法。如德国采用永磁材料、水冷却、外转子结构与7相绕组等新技术研制出的电机,体积和重量只有普通电机的九分之一,为彻底解决这一难题指出了努力的方向。
  关于陆战全电平台的综合信息系统,我就不多说了。现代战争是高科技条件下的信息化战争,不能在这方面占有优势,是不可能取得战争胜利的。
  时间一分一分的过去了,望着减老瘦弱的身材和满头白发,记者实在不忍再问下去了……
  在整整一上午的采访时间里,记者除了对臧老坚韧不拔的奋斗精神和取得的骄人成功感到由衷地钦佩和叹服之外,还有两个细节令我至今想起仍十分感动
  一是在采访期间,城老在坚持给我斟茶的同时,还从写字台的抽屉里面拿出了不同颜色和大小的药片,就看旧陶瓷杯里的温开水,服了下去,并用右手轻轻地拍了几下胸膛……还有,采访刚结束,臧老就给有关人员打电话安排记者的午餐,并用带抱歉的口气对我讲:“恕我不能陪你了。”听到臧老这真诚的话,记者费了很大的劲才把几欲夺眶而出的泪水咽回肚里……
  在此我们由衷地祝愿臧克茂院士能早日战胜痛魔!为我军陆战武器的现代化做出更大贡献!
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