默默耕耘 砥砺前行 终结硕果

张寒虹

摘要 ：　

　　张寒虹同志身体力行了“科大人”崇尚科学、献身科学、不图名利、顽强拼搏的精神，无怨无悔。

　　近几年，我国海军电磁诱导加快弹速的舰载型新武器研制佳音频传，每当闻讯总是心潮澎湃，回想起参加该项目立项论证研究时的日日夜夜，难忘的峥嵘岁月至今历历在目。

　　20世纪80年代末、90年代初，国内得知美国星球大战计划里有电磁发射的研究计划，而且美国已经做到了每秒数公里的发射速度，这让军方感到异常紧迫，急于进行跟踪研究。要想研究必先立项，但没有人知道它长什么样，实际威力到底多大?在既没有技术资料又缺少必要经费的情况下，海军把立项所需的论证工作，即电磁发射的机理和实验研究课题委托给了合肥分院等离子体物理研究所。由于对发射效果的最终认定是终端弹道的高速摄影记录，该所没有相关条件，找到中科大协作。我在中科大一直从事爆炸冲击波高速摄影技术的教学和研究，因而有幸参与该项目，负责终端弹道的摄影测量工作。

　　终端弹道的摄影目标是随机现象，必须有能够捕捉随机现象的类似瞬态波形存储器那样的等待型高速摄影机，这是研制新型武器的必需设备，国际社会对我国禁运。不要说人家不卖给我们，就算卖，我们也没有那么多经费买。但是，新型武器的研制决不能空缺，再大的困难我们也要克服，否则我们就会落后很多，落后就要挨打。当时苏州一家生产高速摄影机的工厂刚刚研制成功了等待型高速摄影机(是用胶片的，多年后我们才见到 CCD的快速摄影机)。那也是在重重封锁下靠自力更生的理念完全自主研发成功的。校科研处余翔林处长对该项目非常重视，在科研经费十分紧张的情况下支持购买了这台设备。

　　用于拍摄高速飞行物体的高速纹影摄影系统由纹影仪、高速摄影机、附加光学系统、光源和同步系统几部分组成，在中科大的实验室里我们应用得很熟练，但终端弹道的拍摄现场完全不同于实验室，我们也是第一次接触。首先，终端很危险，摄影的视场既要准确地对准弹道，又要让全部设备离弹道有足够的安全距离;同时技术上要解决强磁场、强光、杂散光、烟雾、振动等多重干扰才能实现拍摄时刻、光源和弹体的同步。经过反复试验，我们研制成了专用的控制电路解决了同步问题。在外弹道上布置两个同步靶，用弹丸穿透同步靶时给出的信号触发同步系统，适时给出高压脉冲去触发脉冲光源，确保弹丸到达终端时发出闪光，而且闪光的脉宽既能覆盖终端弹道的全过程又不致发生二次曝光使有用的图像被淹没。为了确保安全，高速纹影摄影视场必须远离发射口。两个纹影镜相距约20米，原有的附加光学系统只适用于实验室的小范围，不能把弹道的纹影图像成像在高速摄影机的胶片平面上。我们重新设计附加光学系统，推导出不同距离下光学系统的计算公式，能够根据不同的拍摄任务迅速设置好附加系统，使弹道在摄影机胶片平面上清晰成像。说是摄影机，却是个头一米七，重量一吨多的庞然大物，无论是移动或操作都十分笨拙。不仅技术难度大，体力上也是严峻的考验。每次实验要根据不同的弹道要求调节光路和摄影机，在一百多平方米的范围内做这些工作既需要精确的计算和调节光路，又需要往返奔波无数次，是典型的体力活。发射准备工作的最后一步是安装胶片。摄影机用的是70毫米宽的胶片，没有定位孔。近一米长的胶片要在暗箱里的导轨上平稳滑动，装片时身体不能触碰摄影机，两手臂要高高举起尽量张开同步转动两个片轴，完全靠手感把胶片滑动到拍摄位置上，而且不能让摄影机有丝毫移动，装一次胶片就能累得腰酸胳膊疼。卸胶片和冲洗胶片是整个实验的最后环节，也需要高度紧张，不容许出任何差错。我们总是早晨到现场布置元件，天黑以后才能调节光路，调好后进行发射实验，等把后期工作做完才能离开。不少次是凌晨回到家，早晨又要赶到20公里外的现场。由于是摸索，实验极不稳定，一次又一次地失败，但是大家一直顽强坚持，夜以继日，反反复复不知实验了多少次，经历了多少次失败。天道酬勤，我们终于准确而完整地捕捉到了最成功的一次实验。飞行体超高速撞击靶板的全程图像雄辩地证明了电磁轨道加速技术的超强威力，为它的立项论证提供了关键依据。那一天，弹丸打出了1.4公里/秒的速度，我们以40万帧/秒的高速摄影成功记录了从弹头着靶到穿透近40毫米厚的装甲板以及弹孔熔化、喷射的全过程，超高速撞击的典型特征一览无余。那一刻，整个课题组那个欢喜、兴奋，真好像我国原子弹爆炸成功后的庆祝场景那样。

　　项目持续了一年多，不管严冬酷暑，我们摄影组是随叫随到，自始至终，不离不弃。辛苦不说，经费也很紧张。中午，所里同志们都回家了，我们就在现场凑合着休息，舍不得把经费用到住招待所上。连非常支持该项目的伍小平院士到现场观看实验，也和我们一样，就在实验大厅的木凳上躺一会儿。实验总是失败再失败，甚至不知道最终能否成功，但是整个项目组包括我们摄影组的所有成员都从不气馁、埋头苦干、无怨无悔，心里只有一个念头，为了国防的强大我们所有的付出都是值得的。在此我要感谢我的主要组员周听清副教授和胡晓军工程师，感谢他们不图名利、坚韧不拔的精神和对我的高度信任。我们为了共同的目标，团结一致，齐心协力一起度过了那些难忘的日日夜夜，终于圆满地完成了任务。

　　在院庆 70华诞的喜悦时刻，回想起当年工作中的点点滴滴，身体力行了“科大人”崇尚科学、献身科学、不图名利、顽强拼搏的精神，虽没有丰功伟绩，但努力了、奋斗了，贡献了自己微薄的力量，内心十分充实，无怨无悔。

　　注: 张寒虹，74岁，中国科学技术大学教师，三级高工。

　　本文源自：《定格在记忆中的光辉70年：献给中国科学院70周年华诞》，科学出版社，2019年