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他們,錨定藍天六十年!

六十年傳承至今,參與臨近空間飛行器、航母艦載機、衛星發射基地測控等多項研究任務,培育出中國工程院院士范國濱、航天領域首位女院士姜杰、全軍一等功臣反導專家陳德明等一大批杰出人才……這支隊伍就是空天科學學院空天工程系飛行動力學與控制教研室團隊。

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讓戰機降落于“郵票”

2012年11月23日,殲-15戰機從藍天呼嘯而落,尾鉤穩穩咬住航母甲板上的攔阻索、漂亮著艦,這一舉擊碎了西方媒體口中“沒有艦載機的遼寧艦不過是廢物”的嘲諷。我校飛行動力學與控制教研室團隊的成員看到這一激動人心的畫面時,無不露出笑容。航母在空中看起來不過郵票般大小,為了讓殲-15更為準確、方便地降落在“郵票”上,他們在過去七八年時間里,在國外的技術封鎖下艱難地攻克了高精度與實時性兩大難題,自主研制出北斗/慣性組合著艦引導原理樣機,并成功為著艦引導雷達標定提供了引導基準。

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中國第一艘航空母艦“遼寧艦”

“但我們的研究遠沒有結束。”團隊成員吳杰說出一個鮮為人知的事實——艦載機著艦引導技術中最重要的高完好性問題始終懸而未決。高完好性,簡言之就是要讓艦載機著艦一千萬次而無失誤,這是個“卡脖子”難題。國外已經解決了該問題,但其文獻都是泛泛而談,團隊試著向外國同行請教,然而發出的電子郵件全部石沉大海。與此同時,國內幾家科研單位按照中低精度偽距差分相對定位、側重地基增強的傳統民航著陸引導完好性監測思路開展研究,但在理論體系上遇到了困難,因為傳統方法難以完成相應的完好性風險監測,而理論研究是團隊強項,他們另辟蹊徑,從高精度情況下區別總時段風險和單一時刻風險這一角度著手,首創一套完整閉合的相關理論體系,如今已經得到航母工業相關部門的認可并進入試驗。

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飛行動力學與控制是航天領域基礎學科,許多關乎未來戰爭的前沿技術都在研究之列。臨近空間飛行器,是繼傳統航空、航天飛行器之后又一國際研究熱點,在該類飛行器的先進制導控制研究上,團隊持續十年發力。臨近空間飛行器特殊的飛行環境和寬速域飛行任務令原有理論不再適用。團隊鉆研好幾年才摸清其特性,并逐漸在動力學建模、軌跡規劃與先進制導控制方面形成了自己獨特的理論方法和解決方案,協助航天工業部門啃下了不少“硬骨頭”。在今年7月,團隊科研成果以明顯優勢通過軍隊科技進步一等獎評審。

此外,從2004年開始,團隊便一直在進行X射線脈沖星導航研究,衛星導航如果碰上被拒止、深空探測等情形,沒有這項技術就是“睜眼瞎”。從起步之初只有一份PPT做參考,到后來在國內率先建立導航理論體系,深度參與試驗衛星研制,團隊解決了困擾國內外該領域多年的系統誤差補償、動態信號處理等難題,在國際上率先研制出高動態信息號模擬器。


用巧辦法“增加”衛星   

現今軍用裝備使用北斗系統定位已不是新鮮事,但在十幾年前,想要發揮出北斗優勢卻不容易。2000年,我國成功發射首顆導航定位衛星,中國北斗向太空邁出第一步。團隊預想到北斗系統應用于定向,將能補足慣導系統定向成本高、時間長、使用條件較苛刻的短板,極大提升武器系統的機動性,助使部隊從容應對更復雜的環境。為此,團隊主動叩門詢問需求,某炮兵旅副旅長聽后非常驚喜:“對啊,我們很需要,你們快點、快點研究吧!”他連用兩個“快點”,突出其迫切性,甚至希望當年就裝備上。

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吳杰測試定位定向系統    

需求迫切,研發卻不易。“整周模糊度”,這個非專業人士完全聽不懂的名詞,一度難倒團隊,不找到其求解方法,就無法實現北斗定位。求解的慣用方式需要多顆衛星完成,可北斗一號僅有兩顆衛星,是絕對無法改變的客觀限制條件。怎么辦?團隊獨創了一個極為巧妙的“土辦法”——轉動炮塔。轉動炮塔就能增加未知參數的可觀性,簡言之,轉動炮塔相當于增加兩顆衛星,一舉解決了計算難題。以此為基礎,團隊研制出了“北斗快速定位定向系統”。該系統獲得了2009年軍隊科技進步二等獎,并在炮兵、地空導彈部隊批量裝備,填補了我軍北斗定向裝備的空白。

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除了主動對接部隊需求,還有送上門的合作。太原、西昌,兩大衛星發射基地每年要送幾十顆衛星上天,而在發射過程中如何及時預報衛星軌跡、控制飛行狀態,曾經是令兩大基地頭痛的難題。為此,兩大基地上門請團隊協助,請他們為基地設計一套自主可控的彈道預報系統,滿足測控任務需求。這套系統主要涉及彈道計算和制導,團隊早在上世紀80年代就已完成理論研究,項目對團隊來說不難,但任務繁重,為了讓設計的系統規范可靠,必須完成模型梳理和數據標準化處理。兩大基地的每次發射任務都必須建立模型,近百個繁重的任務壓下來,團隊常常在基地一待就是半個月,不僅做火箭飛行動力學模型的梳理,還給基地技術人員培訓,最終建立了自主可控的彈道預報系統,在火箭上天之后,能提前預報火箭軌跡位置,飛行狀態實時可控,基地對該系統贊不絕口。


在實踐中學會飛翔   

“我們的學生年年都有單位搶著要。”擔任該團隊教研室主任的王鵬如實陳述這個現象。   

飛行動力學與控制是一門涉及學科領域多、系統性強、實踐要求高的專業,團隊教員從學生入門開始就教他們腳踏實地。《導彈飛行動力學與控制》是一門開設長達50余年的經典課程,各環節融入了大量工程應用內容,早在上世紀60年代,教授程國采就將參與DF-X導彈研制的經驗補充進課程,之后每一代參與過DF導彈研制的教員,都會將自己的寶貴經驗增補至教材,并從科研任務中提取問題“為難”學生。長征三號甲火箭總師姜杰院士、DF-XX導彈總指揮趙民、XX導彈總師江涌等人,就是在這種“為難”中學會了解決航天工程的現實難題。

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湯國建做學術報告   

越是前沿領域,越是要讓學生盡早了解,等到學生畢業走上工作崗位,前沿知識就成了儲備能力。早在上世紀80年代,國內物資十分匱乏,張金槐、程國采等一批老教授寧愿其他方面節省一點也要購買昂貴的計算機PDP-11,供本專業學生免費使用。由于專業特點,他們計算使用的公式多、計算量大,教員一邊自學,一邊教學生用計算機進行模擬仿真演算,如今全軍聞名的反導專家陳德明,其計算機基礎正是在校期間一點點夯實。現在,團隊每年都特邀多名院士授課,請“慧眼”衛星首席科學家開設前沿課程,培育學生的科學精神。   

團隊通過課程設計、創新項目、學科競賽和實際工程的四級實踐體系培養研究生的實踐能力,使學生在工作中能很快發揮能力。陳芳,畢業后參與我國某重點武器型號項目研制,創造性提出導彈試驗中慣導工具誤差分離的新方法,獲軍隊科技進步二等獎;錢山,畢業后進入西安衛星測控中心工作,遇到某型衛星控制系統失效的問題,他發揮對衛星的姿態確定與控制原理非常熟悉的優勢,成功挽救衛星,榮立二等功并獲五四青年獎章……

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王鵬榮獲湖南省課堂教學競賽一等獎    

在長期的教學實踐中,團隊持續探索教學規律,注重培養年輕教員,教學成果層出不窮,近年來累計獲全國研究生教學成果獎2項,省部級教學成果獎4項。團隊獲軍隊院校育才獎金獎、銀獎各1人,1人獲全國學科優秀博士學位論文,1人獲學校首屆教學質量名師獎,1人獲學校優秀教師,1人被授予“湖南省普通高校教學能手”榮譽稱號,2人次在國家級、省級教學比賽中獲獎,4人次在學校教學能手比賽中獲獎。  

 血脈傳承一甲子,團隊始終不忘姓軍為戰初心、牢記服務打贏使命,用部隊需求、作戰需要牽引科研攻關、人才培養,錨定藍天,矢志不移,在強軍征程上闊步向前。


始終堅持以戰領教、為戰而研

空天科學學院政委   賈曉斌

習主席在視察學校時強調,軍隊院校要堅持面向戰場、面向部隊,圍繞實戰搞教學、著眼打贏育人才。飛行動力學與控制教研室團隊走過了六十多年的光輝歷程,始終牢記姓軍為戰、服務打贏的初心使命,始終主動對接部隊需求開展科研攻關,始終瞄準未來戰爭需要培育一流人才,堪稱為部隊解難的“科技智囊”,育空天人才的“金牌團隊”。

牢固樹立戰斗力這個唯一的根本的標準,具體到教學科研工作中,就是要堅持以戰領教、為戰而研,盯著對戰斗力的貢獻率使勁用力。我們要牢固樹立人才資源是第一資源的理念,按照能打仗、打勝仗的要求,為強軍事業培育素質優良的科技創新人才。要牢固樹立科技是核心戰斗力的思想,以核心關鍵技術攻關為基點,聚焦解決國防科技和武器裝備建設重難點問題,推進自主創新,為盡早把“卡脖子”的手甩掉做出更大貢獻。

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