美国和日本天真的以为,搞禁运搞封锁,就能阻止中国在航空航天、武器装备领域前进的步伐,但他们万万想不到,在其中的卡脖子部件超声电机领域,中国也能诞生一位钱学森式的伟大人物,他在被确诊为癌症、连续两次大手术,体重锐减26斤,身体几乎虚弱到了崩溃边缘的情况下,依然坚持科研工作,凭借顽强的毅力,忍受着化疗的痛苦,不仅战胜了病魔,而且让美日技术封锁和产品禁运的幻想,化为乌有,彻底扭转了中国超声电机长期落后的局面。嫦娥3号、4号、5号、量子卫星、激光武器等高端装备上,都用上了他研发的超声电机,为此他荣获国防科技进步一等奖,国家技术发明二等奖,他就是我国超声电机的奠基人、开拓者、2021年“最美科技工作者”--赵淳生教授。
在说赵教授的感人故事之前,先说说超声电机是什么?结构上超声电机与普通电机是差不多的,但内部是完全不一样的,普通电机有线圈、磁场,而超声电机既没有线圈也没有磁场。超声电机的本质,其实就是利用压电效应,通过电机部件的超声波震动,将电能转化为动能的电动马达。这个电机是集合了超声学、振动学、材料学、摩擦学、电子学和控制科学为一体的多学科交叉技术。
这项技术是对传统电机的挑战,可以使电机做得足够小,小到只有“米粒”大,甚至可以进入人的血管中。相比传统电机的优点就是重量轻、扭矩大,不需要减速齿轮箱,不需要涡轮涡杆就可以得到比较低的转速;位置分辨率高,响应速度快,电磁兼容性好,还可以在真空和高 / 低温环境下工作,这些正是航空航天器、武器装备领域特别需要的,比如说我们的量子通讯、激光武器、电子对抗、雷达技术等都会用到它。
而美国NASA在1997年,就已经将超声电机应用在了火星探测器,随后美国又在核弹头解密锁,和导弹制导中应用了超声电机。最近几年,美国一直致力于将超声电机,推广应用于智能飞机上,比如说NASA正在研制的隐形智能机翼。我这么说你就明白了,为什么美国和日本超声电机的核心技术资料,均处于保密状态,也鲜有文章发表,其高端产品也对我们施行禁运。
就是在这样全面封锁的环境下,有一个人站了出来,他就是赵淳生教授。最开始的时候,赵淳生的研究方向是电动式激振器,他帮中国打破了国外对电动式激振器的垄断,之后为了研究超声电机,又成为了美国麻省理工学院、航空航天系超声电机课题组的一员。故事说到这,我相信凭借他已经取得的成果,就足以舒舒服服地享受下半生了。但他却说,科学没有国界,但科学家有自己的祖国,我们是中国人,要为中国的富强作贡献。
于是1994年,他为了感谢国家资助他完成了学业,毅然放弃美方给予的优厚待遇,不顾家人的反对,带着五大包资料,独自一人,回到了南京。他每天闷在一个20平方米的房间里研究,干了不到一年时间,就研究出了我国第一台,能够实际运转的超声电机。
2000 年的时候,是他研制超声电机最关键的时候,但身体却亮起了红灯,他被确诊为癌症,同时胃部还长了肿瘤,面对痛苦的化疗、和必须立即手术切除的肿瘤,他依然躺在病床上,想着他的超声电机。每天由妻子搀扶着,去实验室指导学生实验,后来干脆让研究生,把实验设备搬到了家里。就这样一个6旬老人,4 个月内 2 次 开 刀,6 次 化 疗,瘦了 26 斤,几乎走到了死亡边缘,但是他依然靠着坚强的意志和乐观的精神,战胜了病魔,在这期间他的研究成果获得了无数国内外的奖项。
到2009年,中国正筹备嫦娥三号月球探测器,就有航天研究所找到他,想用他研制的超声电机,来驱动和控制光谱仪。大家都知道月球背面的工作环境,要比地球复杂得多。那几年,赵教授和团队的人,反复试验近200个超声电机,才提供了一批性能最优的TRUM-30A 型超声电机给嫦娥三号应用。
终于在2013年,嫦娥三号搭载的“玉兔”月球车,成功实现月面软着陆。对普通人而言,画面上仅是一辆月球车,然而内行人知道,这台车里有许多起着关键作用的零部件:月球车上的红旗下方,有个“光谱仪系统”,系统中就有赵淳生团队研制的超声电机,体积比鸡蛋还小。这也让中国成为全世界把超声电机,用到外星球上去的第二个国家,美国用到了火星探测器上,而我们用到了月球车上。紧接着就是嫦娥4号、嫦娥5号的陆续成功。
他撰写的英文版专著《超声电机技术与应用》,更是成为美国麻省理工、日本东京工业大学等世界一流大学,在这个领域的重要参考书。在美国,这本书今年的价格更是高达1136美元。所以我说他是中国超声电机的奠基人、开拓者,是他让中国在超声电机领域的理论和技术,达到了世界先进水平。
现在我们和国外差的主要是产业化程度,我们有技术优势,但是现在最大的问题是,如何把技术优势转化为产业优势,如今已经83岁的赵教授,没有一天放弃过科技报国的梦想,他誓要将中国超声电机产业化,每天都工作到深夜,我们这些年轻人在您面前深感惭愧。老爷子最大的梦想,就是要让江苏和浙江生产出成千上万的超声电机,应用在我国航空航天、国防、汽车、医疗等领域,还要打进国际市场,实现‘超声电机的中国梦’。他这份对科研事业的挚爱,隔着屏幕也能感染所有人,真心希望老爷子能健康长寿。同时也希望国家在保护知识产权、保护科学家、保护科技人员上出台更多的政策。真心不希望倪光南被某企业扫地出门的悲剧再次上演。
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能用在手机上吗