“小学科”成绩年夜进献 ——记西安电子科技年夜学段宝岩院士

“能不克不及实现弘远方针,要害是做好当前的每件事。此刻可能纷歧定看得那末远,可是走好这一步能够看到下面两三步,要把每步走结实了。”中国项目院院士、西安电子科技年夜学传授段宝岩当真地说。面前的他儒雅随和,精力矍铄,一点儿也看不出已年过六旬。

处置电子机器项目的讲授科研工作30余年,他襟怀胸襟星斗年夜海,率领团队努力在高机能电子设备电机耦公道论和利用研究,踏踏实实一步步摸索立异,斥地了我国电子设备电机耦合研究的新范畴。研发项目“高密度柔性天线电机耦合手艺与分析设想平台和利用”获2020年度国度科学手艺前进奖一等奖。该功效成功利用在探月项目、载人航天、深空探测、主力战舰和500米口径球面射电千里镜等国度严重项目与设备中,让电子机器项目这个曾不被人看好的“小学科”年夜放异彩。

1 “副角”也能发出“配角”光线

1977年10月,当恢复高考的动静传来,正在田里干活的段宝岩冲动得一会儿站起来,怀里的玉米棒扑啦啦失落落一地。

这一天他等得太久了。

因政策缘由,四年前他高中没读完就不能不返乡务农。种地、修水利、当平易近办教师……艰苦沉重的劳作下,他对峙每天念书到深夜。“那时辰,同心专心想念书,想进修。”段宝岩说。

机遇永久青睐有预备的人。1978年春,段宝岩顺遂经由过程高考,被西北电讯项目学院(西安电子科技年夜学前身)登科,从河北冀县徐家庄来到西安徐家庄,掀开了人生新的篇章。

“入学招到电子机器专业,一最先有点懊丧,感受是学机器的,后来才对这个专业有了深入熟悉。”段宝岩说,电子机器项目,是一个首要研究电子设备中电机耦合问题的交叉学科,对年夜部门人来讲,这是一个不太起眼也不太出名的“小学科”。昔时一路报考的学生乃至有半途退学重考的,足见大师对其成长前景的不看好。“但我深信行行出状元,只需尽力,终有一日副角也能阐扬和配角一样的主要感化。”段宝岩说。

40多年后的今天,段宝岩的胡想实现了。他率领团队给国之重器装上了“千里眼”“顺风耳”。

“电子机器现实上研究的是电子系统里的机器布局问题,笼盖面很宽,是个很好的专业。机器布局对电机能的实现起侧重要的限制感化,好比卫星,既要求体积小、分量轻,又要求功能壮大,这就需要从电机连系的角度系统化设想设备。”段宝岩说。

年夜学时代,硕士导师叶尚辉对段宝岩的影响很年夜。叶尚辉是电子机器巨匠、我国天线布局设想的泰斗。时至本日,他的著作《天线布局设想》仍然是从业者的案头必备书。1991年,他决然作为担保人,帮忙段宝岩前去英国留学,师从国际闻名布局优化专家、利物浦年夜学传授汤普曼,睁开博士后研究工作。

从导师抛给的三个研究标的目的中,段宝岩选择了最难啃的“硬骨头”——将极年夜熵道理利用在天线布局拓扑优化设想课题作为主攻标的目的,终究以“应变能密度散布函数”这一极新概念破茧而出,奇妙地将极年夜熵理论和天线布局拓扑优化联系在一路,超卓完成了研究。

那时正值“出国热”方兴日盛,面临国外优胜的工作糊口前提和丰富待遇,段宝岩却选择了回到母校西电。他说,“人都是有豪情的,在国外进修时代,黉舍破格给我评了传授,我的科研平台和师友都在西电,母校正视我,故国扶植需要我,我岂能孤负?!”

赤子其心,星斗其志。旅英三年,段宝岩为往后建立电机耦公道论完成了方式上的预备。

机器与电机能的关系成长到今天,履历了从最先的电机分手到电机分析,再到现在的新阶段——电机耦合。通俗公共对电机耦合的理解能够从一个例如最先:机器代表可见的物理系统,电机能则代表看不见的物理场。前者“刚而实”,像男性,后者“柔而虚”,像女性。电机耦合就比如男女爱情,步入家庭。男方当家则方向机器,前途是以年夜型数控机床、船舶、刀兵为代表的严重设备。若女方当家,前途则是雷达、通讯、导航、天线为代表的电子设备,这也是段宝岩团队研究的标的目的。“夫妻合力”的方针是扶植一个协调完竣的家庭,进程是相互共同的高度默契,电机耦合的本色就是在毫米乃至更周详的单元刻度上寻求如许的“协调完竣”。

回国后,段宝岩率领团队环绕电机耦合睁开了数十年锲而不舍的科研攻关,提出了电机耦合优化设想思惟与数学模子,为电机耦合设想的项目利用奠基了理论根本。研究功效被成功利用在FAST500米口径球面射电千里镜、我国第一部最年夜的GBR防空反导雷达、首部静电成形薄膜天线等严重设备。2011年,凭仗电机耦合手艺方面的立异,段宝岩被选中国项目院院士,成为我国电子机器学科第一名院士。

2 科技立异赋能年夜国重器

1994年,“中国天眼”FAST项目启动论证。应北京天文台约请,段宝岩最先了与FAST的疑惑之缘。

同为地球上注视宇宙唯一的两只眼睛,FAST以500米的口径冲破了美国阿雷西博千里镜300米的量级,若照旧采纳刚性支持,馈源舱的分量将由前者的千吨级上升到逾万吨,不管从造价仍是不变性来讲,都是一件不可思议的事。

“憋了很长时候。后来提出了光电机一体化方案,在柔性根本上获得高精度。既要轻,定位精度又要到毫米级,有良多立异要跟上。”段宝岩用六根年夜跨度柔性索来替换前者刚性支持的缔造性假想,将馈源舱的分量由万吨下降到不成思议的30吨,处理了FAST项目最年夜的难点——馈源舱和其支持布局系统问题。特别在2020年阿雷西博千里镜轰然倾圮后,FAST成为今天“人类之眸”的仅存硕果,这一前瞻性设想更显难能宝贵。多年后,段宝岩提出的轻型索拖动系统被总结成FAST三年夜立异中最为要害的一个,被世界同业誉为“变化式立异”。

而这只是段宝岩电子耦公道论与实践中一个亮眼的案例。神舟飞船、探月项目等一项又一项国度严重项目都留下了他们团队的身影,他们以聪明气力赋能这些年夜国重器,使其实现了“低本钱”“小体积”“高精度”“快响应”。

响应国度计谋需求,2005年,“973”打算项目“电子装备电机耦合根本问题研究”立项启动。段宝岩带领团队最先了一场延续15年的“奔驰”。

彼时,他还担负西安电子科技年夜黉舍长的职务,白日忙行政事务,晚上加班弄科研。一周七天,四个分项目组列队开会。高强度的工作运转,使他连漫步都像在小跑。十年届满,他从“段校长”回归到“段院士”,团队奔驰的速度更快了。

2021年,“高密度柔性天线电机耦合手艺与分析设想平台和利用”项目荣获国度科技前进奖一等奖,这个凝集了段宝岩团队十余年血汗的项目,终究产出了46项发现专利、14件软件著作权、70余篇顶级期刊论文和两部出书著作,触及力学、机器学、电磁学、热学、节制等多学科范畴的15个研究专题,且“要害焦点手艺自立可控,项目功效整体居国内领先、国际进步前辈程度,此中多场耦公道论模子、非线性布局身分对电机能影响机理居国际领先”。

本年6月,段宝岩率领的“每日项目”研究团队传来喜信:世界首个全链路、全系统的空间太阳能电站地面验证系统顺遂经由过程验收。专家组分歧认为:该项目功效整体处在国际进步前辈程度,此中多项机能的首要手艺目标位居国际领先程度。对我国下一代微波功率无线传输手艺与空间太阳能电站理论与手艺成长具有支持性、引领性感化,利用前景十分广漠。

“六合传输是最终方针,我们此刻就从最有可能实现的处所做起。”作为“每日项目”的首席科学家,段宝岩假想,空间太阳能电站将来能够成为轨道中的“太空充电桩”,为太空运转的各类航空器和地面运转的挪动装备充电。另外,一旦地面无线充电桩的构思取得冲破,其在平易近用和军用范畴利用价值广漠。好比,能在边远地域供电、救灾、突发事务无线供电和下降卑劣天气影响等方面年夜展身手,还可间接利用在对军用卫星、空间兵器、年夜型舰船、地面军事举措措施的无线供电,特殊是在军用应急雷达、平流层飞翔器、无人机群等无线供电方面,可确连结续、矫捷、靠得住、及时的能源供给,保障军事气力的有用性和国度平安。

3 让淬炼人材之火烧得再旺些

“博士论文假如没有同意几个月的煎熬,那就是白开水,没成心义。”段宝岩对学生的严酷在业内是出了名的。在博士生论文指点中,他写下最多的话是:立异点不较着,工作意义高度不敷,功效闪现度欠好。他鼓动勉励学生必然要用尝试数据来左证,并勇于和国际同业对照。每个从他手里卒业的博士城市履历如许的人生“至暗时辰”。

虽然已经是院士,段宝岩对学生论文依然是逐字逐句地点窜。他警告学生,凡是本身经手的工具都代表本身,必然要对本身的每次尝试、每个文字担任。

“段教员对我的影响很年夜,特别在做研究方面,他说做学问就要深切去做,不克不及浮在概况,要重视立异。”樊冠恒博士深有感慨地说,“天天早上七点半我到尝试室的时辰,总能����APP看到段教员的身影。发给教员的论文,他不但在布局、思绪方面赐与指点,就连文字、标点都作了点窜,这类勤恳、严谨的精力一向鼓励着我。”

段宝岩很是重视在学生中发觉科研好苗子,给本科生指点卒业论文是他多年的习惯,一旦发觉有好苗子就选入项目组熬炼、悉心培育。39岁被破格评为二级传授的王从思就是此中一个。“每日项目”项目组中,“80后”“90后”科研人员占比达61%,此中80%是段宝岩培育出的学生。

“弄科学研究,特殊是我们如许的项目项目,不克不及空言无补,光在电脑上做做仿真就好了。”在段宝岩眼中,工场车间和项目工地就是“人材演兵场”。他常说,“一代做给一代看,一代更比一代强”,鼓动勉励学生要勇于“啃硬骨头”,多跑现场,亲身脱手现实操作。

一天清晨,北校区新科技楼门口,几个刚出尝试室的学生被一名教员抓了“壮丁”——帮手抬一个200千克的天线。就在大师一路抬天线的时辰,学生们才发觉他是段宝岩院士。在近三年“每日项目”空间太阳能电站地面验证系统搭建攻坚阶段,段宝岩与团队成员三班倒,24小时不中断地工作,使地面验证系统测试成功时候比原定手艺线路节点提早了近三年。

“段院士承当的那些年夜项目,常常没有可供鉴戒的材料、制品,乃至找不到能够取经的人,只能靠本身一点点试探。”项目构成员李娜传授说,有时辰项目所需前期材料完全空白,一些根本且辛劳的工作连工人都不屑在去做,他们就在尝试室用简略单纯车床本身加工。而建年夜射电千里镜5米模子、50米实验天线等实体,硬是让这些学电子机器身世的年青人,学会了丈量、机加工、土木匠程等“硬本事”。长此以往,团队成员个个练得“文武双全”,既能在电脑上跑方程,又能下工地焊板子。

对准国际科技前沿,面向国度严重需求,段宝岩率领团队一路攻坚克难,处理严重科学问题,冲破焦点要害手艺,一项项严重项目成为人材淬火成钢的“年夜熔炉”,一批青年科研人材敏捷成长起来。本年7月,段宝岩又给“火炉”添了把“硬柴”——将本身取得的陕西省最高科学手艺奖200万元奖金全额捐赠出来,在黉舍设立科教立异基金,鼓励青年科研人材产出更多立异功效。“我们要尽力让此人才淬炼之火烧得更旺些。”段宝岩说。

,乐鱼报道