钱七虎:科技铸盾六十年,强军报国终不悔

来源:科技日报 作者:张晔 时间:2019-01-09
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【人物简介】

钱七虎,1937年10月出生,江苏昆山人,防护工程专家,中国工程院院士,陆军工程大学教授。

60余载从事防护工程研究和人才培养工作,建立了我国现代防护工程理论体系,解决了核武器空中、触地、钻地爆炸以及新型钻地弹侵彻爆炸等若干工程防护关键技术难题,对我国防护工程各个时期的建设发展做出了突出贡献。曾获得全国科学大会重大科技成果奖、国家科技进步奖一、二、三等奖各1项,军队科技进步奖一等奖2项以及军队重大技术贡献奖、何梁何利基金科学与技术进步奖等。

古城南京,岁暮天寒,朔风凛冽。位于钟山脚下的解放军陆军工程大学一角,有一座不起眼的小楼,几位科研人员正在围着一台貌似锅炉的设备忙碌着。

这个看起来结构简单、毫不起眼的设备,却有着特殊的作用。科研人员可以用少量普通炸药模拟核爆炸产生的冲击波压力的作用效应,并据此研究相应的防护技术。

这里就是我国唯一的“爆炸冲击与防灾减灾国家重点实验室”。而这座小楼里的多个神秘装置,都是中国工程院院士、钱七虎教授亲自设计,并为我国研究设计防护工程发挥了不可替代的重要作用。

作为我国现代防护工程理论的奠基人、防护工程学科的创立者、防护工程科技创新的引领者,钱七虎是中国工程院首届院士,陆军工程大学教授,著名的防护工程和岩石力学专家。

奋斗一甲子,铸盾60年。他用毕生心血,为我国铸就坚不可摧的“地下钢铁长城”立下了不朽功勋。今天,他用坚不可摧的共和国“盾牌”,赢得了我国科技领域的最高奖项——国家最高科学技术奖。

峥嵘岁月

矢志强军报国

1937年10月,在一艘小船上,一个小生命呱呱坠地。因家中排行老七,取名“七虎”。

那一年,淞沪会战爆发,日本侵略者占领上海。血腥的战争逼迫邻近的江苏昆山人民流离失所。在那个风雨飘摇的年代,钱七虎在母亲逃难途中出生。

“侵华日军把杀害的游击队员尸体放在学校操场上示众,还有美军残暴打死一名三轮车车夫……”七十多年前的一幕幕,依然时常在钱七虎脑海中浮现。

解放后,依靠政府的助学金,钱七虎完成了中学学业。强烈的新旧社会对比,在他心中深深埋下了矢志报党报国的种子。

1954年8月,钱七虎迈进了哈尔滨军事工程学院的大门,成为哈军工组建后招收的第三期学生。18岁加入中国共产党,从此开启了他一心为党、忠贞报国的壮丽人生。

1954年保送进入哈尔滨军事工程学院

“当时防护工程专业没人选,因为要跟黄土铁铲打交道,但是我始终服从组织分配,让我学什么就学什么。”钱七虎说,大学六年他只回过一次家,年年都被评为优秀学员,是全年级唯一的全优毕业生。1960年,钱七虎又被选派到前苏联莫斯科古比雪夫军事工程学院学习深造。

1961年留学莫斯科古比雪夫军事工程学院

1965年,钱七虎学成回国。从那时起,为国家铸就坚不可摧的“地下钢铁长城”,就成了他毕生的事业追求。直到现在,82岁高龄的他仍坚持活到老学到老,孜孜不倦地为国家和军队贡献智慧力量。

“作为一名科技工作者,只有始终不忘初心、心怀感恩,把个人理想与党和国家的需要、民族的前途命运紧密联系在一起,才能有所成就、彰显价值!”

回顾自己八十余年的人生岁月,从亲身经历被侵略欺凌的旧社会,到满怀激情跨入中华民族伟大复兴的新时代,从切身感受国家翻天覆地的沧桑巨变,到无数次在个人志愿与组织需要时的无悔抉择,钱七虎道出了自己的深切感受。

科技支撑

建起钢城坚盾

上世纪70年代初,戈壁深处的一声巨响,荒漠升起一片蘑菇云……当人们欢呼庆贺之时,一群身着防护服的科研人员迅速冲进了核爆中心勘察爆炸现场,钱七虎便是其中一员。

“世间万物,相生相克,有矛必有盾”。那个年代,我国面临严峻核威胁环境。在钱七虎看来,如果说核弹是军事斗争中锐利的“矛”,那么防护工程则是一面坚固的“盾”。

“防护工程是我们国家的地下钢铁长城,‘矛’升级了,我们的‘盾’就要及时升级。” 从那时起,为国设计打不烂、炸不毁的“钢城坚盾”成了他一生未曾动摇的目标。

上个世纪70年代初,飞机洞库防护门的相关设计计算均采用手算的方式,计算精度差,效率低。钱七虎受命设计空军大跨度机库钢筋混凝土防护门研究设计任务,率先引入了有限元计算方法,加班加点翻译整理出了十多万字的外文资料,通过当时中国最大的晶体管电子计算机计算,圆满设计出当时跨度最大、抗力最高的机库大门。

在图书馆查阅资料

“当时,中国的武器装备和美国苏联有差距,所以我们立足于‘防’。我主持设计计算的某空军最大的地下机库大门,跨度最大,抗力最高,能抵抗原子弹爆炸压力最高的核爆炸冲击波。”

“矛”与“盾”总是在攻防对抗的进程中不断碰撞出新的“火花”。特别是世界军事强国开始研制精确制导钻地弹,给防护工程造成了巨大威胁和挑战。

为此,钱七虎决定开展抗深钻地武器防护的系统研究。通过调查研究已解密公开的前苏联地下核试验等大量资料,经过近千次细致的推导计算,他创造性地提出了建设深地下防护工程的总体构想,并带领团队开始了艰难的跋涉。

在实验室进行科研项目数据分析

组织教员研究讨论重大课题

功夫不负有心人。经过长达10多年的研究,他和团队攻克了一个个难关,构建了破碎区受限内摩擦模型,研究了地冲击诱发工程性地震的不可逆运动规律和深部施工灾变孕育演化机理,为抗钻地核武器防护工程的设计与建设提供了理论依据,也为我战略工程安全装上了“金钟罩”。

在室外爆炸试验现场

独具慧眼

再造地下新城

“上世纪九十年代初,‘城市病’问题并不突出,但是钱老师就让我研究地下空间,当时我还有点无法理解。”回想起二十多年前的决定,陆军工程大学陈志龙教授作为钱七虎带的博士生,在地下空间领域已经进行了近20年的探索,至今仍然十分敬佩导师的战略眼光。

当时,钱七虎敏锐地发现,国外一些大都市已经出现交通拥堵、空气污染、城市水涝等问题,地上空间利用远远跟不上人口的增长。而中国城市的规划建设并没有充分开发利用地下空间,如何向地下要空间,让城市更紧凑,这是钱七虎必须面对的科研新挑战。

钱七虎利用自己研究地下工程占有大量国内外学术资料的优势,开始从事相关方面研究工作,率先提出开发地下城市空间、发展城市地下物流等创新观点,竭力为解决我国城市可持续发展问题出力献策。

指导南京玄武湖隧道施工

上世纪末,钱七虎带队完成了中国工程院首个咨询管理课题《21世纪中国城市地下空间利用发展战略与对策》。

“1999年钱院士首次提出开发利用城市地下空间的战略,现在来看,他当时关于城市地下空间开发、地下快速路、地下物流等理念依然是处于世界前沿的。”陈志龙说。

1999年,在莫斯科地铁胜利车站考察

2000年,他参与撰写了我国第一部关于城市地下空间开发利用方面的专著《中国城市地下空间开发利用》;2004年,他开创了城市地上地下空间一体化规划的理论体系和实践探索,先后组织编制了全国20多个重点设防城市的地下空间规划,有力促进了我国地下空间开发利用发展;他还主持了北京、深圳、南京、青岛等十几个城市地下空间规划的评审工作。

“做科研工作,不能仅仅着眼当下看得见的事情,更应该站在国家的全局进行前瞻思考,哪些事情对国家和人民有利,我们的兴趣和爱好就要向哪些事情聚焦。”谈及自己的经历,钱七虎斩钉截铁地说道。

矢志开拓

探秘深部岩体

随着科学技术的发展,人类向地球内部的探索愈加深入。

现在,我国已经能在埋深2500米的地下建水电站,在1000米深的地下建煤矿。但是在这样的压力下,岩石极易反弹,一开挖容易产生岩石爆炸(简称岩爆),易造成人员伤亡。

“建设某水电站时就发生过岩爆,出现了亡人事故”这场事故让钱七虎格外揪心,这也给科学界提出了一个全新的课题:深部岩石力学与浅部完全不同,如不加以研究解决,将束缚人类探索地球深处的脚步。

2000年,钱七虎开始带领团队研究深部岩土力学。钱七虎介绍说,作为岩土工程的一个分支学科,地震、大变形、岩爆等都是深部岩石力学所涉及、研究的内容。当前,深部岩石力学可广泛应用在高层建设时土体爆炸压密、地震波预报、页岩气开采等方面。

2008年,主导建成南京长江隧道盾构

“岩石要爆炸首先会裂开,也可能裂开了没有爆炸,但可以以此进行预测。大连理工大学和中科院岩土力学研究所共同进行的试验显示,我们的微震监测预报准确率在80%以上,这已经很了不起了。”他告诉记者,过去国外对岩爆局限于定性研究,而中国学者则在应变型岩爆定量研究方面取得突破,“即将要上马的川藏铁路,地质条件非常复杂,必然要开挖大量的隧道,我们就可以利用岩爆研究成果,进行微爆探测,监测隧道挖掘的过程。”

2014年,指导地下工程现场建设

钱七虎认为,深部岩石力学学科的发展是由工程牵引的,而目前我国的大规模深部岩石工程建设比较多,所以中国最有条件引领国际岩石力学发展。

在他的不懈努力下,中国岩石力学与工程学会首次赢得国际岩石力学学会成立近半个世纪以来的大会主办权,在国际岩石力学学会现有的9个专业委员会中,有5名中国学者担任主席。

2011年,主导的第十二届国际岩石力学大会首次在中国举行

桃李不言,下自成蹊。对于中国在世界岩石工程领域的实力,国际岩石力学学会前主席J.A.Hudson教授这样评价说:“无论是理论岩石力学,还是地面、地下岩石工程方面,中国正在引领全世界”。

立德树人

育才是最大课题

满头白发,和蔼可亲。这是钱七虎留给很多人的印象。

然而,很多学生提起师从钱七虎的经历,却觉得“痛苦而有收获的煎熬”,因为经常会受到批评。对学生的论文,他总是不厌其烦,逐字逐句推敲。他常说,“我要是哪一天不批评你们了,就是对你们失望了”。

在实验室指导学员试验

“写论文不能仅仅是为了拿到学位,你的科研成果是要运用到实践中去的,来不得半点马虎,理论和技术都要经得起实践检验。”

1996年,赵跃堂把自己的博士论文第7次修改完成交给导师钱七虎时,钱七虎正好动身去北京参加政协会议。半个月后,钱七虎开完会返回南京,赵跃堂从导师手里拿回自己的论文时,发现上面写满了密密麻麻的小字,从观点、公式到表格、数据,200多页的论文几乎每页都有增减和修改。在钱七虎的严格要求下,赵跃堂的论文先后做了4次大的调整。

科研学术中,钱七虎从不争名争利。学生们有时写的文章要署他的名,他规定:凡是署他名的文章必须经他审阅,凡非他执笔的,一律不许署他第一。有一次,一名学生发表论文未经他审而署了他的名,事后钱七虎对该学生进行了严厉的批评。

数十年来,钱七虎创建了我国防护工程学科和人才培养体系,培养了长江学者、杰青、勘察设计大师等大批优秀人才,先后共指导博士研究生55名,博士后40名,帮带10余名国家级科技人才。

“耄耋之年自有狂,固北疆,战南洋。磨剑数载,建万里国防。黄卷青灯伏书案,披繁星,戴骄阳。三尺讲台八千日,传师道,育儒将。十步芳草,立中外首榜。谋无不当举有功,铸利刃,断金刚。”听闻导师获奖的消息,钱七虎的学生吕亚茹写下了这首词。她说,她庆幸人生遇到了大师,让她找到了前进的方向。

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责任编辑:北平

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