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他為“天眼”織索網
——記廣西特聘專家、桂林理工大學教授朱萬旭
一年前,被稱為“中國天眼”的世界最大單口徑射電望遠鏡——500米口徑球面射電望遠鏡(簡稱FAST)在貴州省平塘縣克度鎮的窪坑中落成啟用,全球矚目。但很多人并不知道,索網制造與安裝工程是“中國天眼”工程的主要技術難點之一,它既是目前世界上跨度最大、精度最高的索網結構,也是世界上第一個采用變位工作方式的索網體系,工程的關鍵指标遠遠高于國内外相關領域的規範要求,在世界範圍内沒有可借鑒的經驗或資料。
面對須在高空中進行拼裝的“索網繡球”,一位廣西工程師憑着超人的想象力、敢創一流的毅力,帶領技術團隊成功完成了這個“不可能的任務”。他,就是桂林理工大學土木工程與建築402永利手机版教授級高級工程師朱萬旭——一位勇于攀登世界科技高峰的專家。
A 攻克“中國天眼”索網難關
“中國天眼”的設計目标,是把覆蓋30個足球場的信号聚集在藥片大小的空間裡,才有可能監聽到宇宙中微弱的射電信号。500米口徑的結構,要實現毫米級精度,是天文學家從未做過的。比起德國100米口徑的“埃菲爾斯伯格”望遠鏡,“中國天眼”的靈敏度要高10倍。這意味着,遠在百億光年外的射電信号,“中國天眼”也有可能聽到。
在工程設計方案中,“中國天眼”的框架、索網、接收器等每一部分的位移都要控制在毫米級,這樣才能正常工作。其中的關鍵一環即是索網——“中國天眼”的天線鍋,這個鍋在工作時會不斷變形,聯系着邊框以及2000多個天坑地表面上的小電機,整個變形過程,由激光定位系統校準。
“中國天眼”索網的技術難度不言而喻,需要攻克的技術難題貫穿索網的設計、制造及安裝全過程,其關鍵技術問題主要包括:超大跨度索網安裝方案設計、超高疲勞性能鋼索結構研制、超高精度索結構制造工藝等。僅以高應力幅鋼索研制為例,“中國天眼”工程對拉索疲勞性能的要求相當于規範規定值的2倍,國内外均沒有可借鑒的經驗或資料作為參考。此前,國内多個知名研究院所、工廠幾經試驗,均不能達到國家天文台的設計要求。
兩年前,時任柳州歐維姆機械股份有限公司副總工程師的朱萬旭得知情況後,毅然扛起這“燙手重擔”,他的理由是:“中國人有信心建造‘中國天眼’。”
原來,朱萬旭長期從事錨固結構研究,多次斬獲國家級和省級科技進步獎。憑着自己掌握的尖端技術,他勇挑“中國天眼”索網重擔,帶着新組建的科研團隊與國家天文台密切協作,強力攻關。
索網的研制經曆了“失敗-認識-修改-完善”的過程,前後曆時一年半,最終成功研發,使“中國天眼”工程避免采用造價高達6億多元的日本碳纖維拉索,為國家節約至少4.8億元,并解決了FAST建造的關鍵技術難題,使得我國射電天文研究領域具有了世界領先的觀測設備;形成12項專利成果,獲得國外專家高度認可。
朱萬旭回憶起索網研制和建設過程,感慨地說:“有志者事竟成,我們團隊曆盡艱辛終于建成500米口徑的索網,我松了一口氣,也對這個大家夥充滿期待,希望它能早日有重大發現。”
因參與“500米口徑球面射電望遠鏡超大空間結構工程創新與實踐”項目的設計和施工研究,攻克“中國天眼”500兆帕超高疲勞應力幅拉索系統難題,朱萬旭獲得2015年中國鋼結構協會科學技術特等獎(排名第三)、2016年北京市科學技術一等獎(排名第三),2016年獲廣西技術發明一等獎(排名第一)。
B 學術作風嚴謹且平易近人
今年45歲的朱萬旭是玉林市興業縣人,本科就讀于哈爾濱工業大學,清華大學碩士畢業後回到廣西,長期在柳州歐維姆機械股份有限公司工作,系廣西第一批、第五批特聘專家,2013年被評為廣西優秀專家。
在工地奔忙了近20年,他于2015年來到桂林理工大學土木工程與建築402永利手机版執教,主要開設土木工程試驗與檢測、土木工程事故分析與處理等課程。在“象牙塔”中,他邊傳道授業,邊靜心思考,一心要為研發新的工程設計與施工方式找到創新的突破口,并實現産學研的深度融合。
今年6月,在學校的大力支持下,他帶領科研團隊創立漢西鳴科技有限責任公司,主攻拉索、預應力錨具和支座等結構連接件的智能監控方向。這是一項前景廣闊的新技術,就是要在拉索、索網等結構關鍵承力部位上安裝“神經系統”,感知工程結構狀态,科學指導橋梁、大型空間結構等基礎設施的施工和管養,延長其使用壽命。
在同事和學生的眼中,他“治學态度和學術作風嚴謹,具備敏銳的眼光,洞察行業的發展趨勢和發展方向,有自己準确而獨到的見解,而生活中又平易近人”。
團隊成員覃荷瑛老師對頭兒癡迷的科研精神深有感觸:“朱教授背包中總帶着筆記本,候機(車)室、機(車)上随時都是他的工作地點,但凡有一點零星時間,他就逮住處理事情。他滿腦裝着他的研究内容,但凡與此無關的事情,他視而不見,聽而不聞……”
“在平常的科研中,朱教授是一位真正的引路人,鼓勵我們開拓思維,按自己的想法去探索,不要在科研上畏手畏腳。”該校2015級碩士研究生鄭德康這般評價恩師。
面對初入師門的學生,朱萬旭總是勉勵其要更好地規劃自己的未來:“人外有人,山外有山,我這裡不是你的終點。”
嚴師出高徒。他帶領的科研團隊參加第六屆中國創新創業大賽廣西賽區暨2017年廣西創新創業大賽,獲得該組别唯一的一等獎。他指導本科生、研究生組隊參加“全國大學生科技創新大賽”獲得廣西金獎,并獲全國決賽銅獎。
C 為實現中國夢貢獻智慧
“除了涉獵本專業的知識和研究外,我還喜歡看點曆史故事和武俠、科幻小說。”朱萬旭接受記者采訪時,并不避諱其業餘愛好。
縱論古今中外,他最敬仰的科學家有愛因斯坦、錢學森等。“我敬仰他們在科技上富有想象力和遠見卓識,科技貢獻巨大;學習他們的開拓進取精神,勇攀科技高峰。錢學森愛國、敬業,克服重重困難歸國,為中國航天事業作出重大貢獻的故事深深感染了我。”他說。
黨的十九大報告提出,要“堅定實施科教興國戰略、人才強國戰略”。這讓朱萬旭感到興奮:“黨和國家對科技創新越來越重視了,十九大報告提出‘培養造就一大批具有國際水平的戰略科技人才、科技領軍人才、青年科技人才和高水平創新團隊’,鼓舞人心。”他表示,在今後的産學研中,将帶領團隊集聚研發土木工程結構的連接與錨固新材料、新系統并實現智能化,發展工程結構安全的雲評估、診斷技術等國際前沿新科技。
廣西人社廳、科技廳近年來也相繼出台各種配套政策,使各類人才創業有機會、幹事有平台、發展有希望。這讓朱萬旭等科技專家更有信心為中華民族的偉大複興貢獻智慧和力量。
“雄關漫道真如鐵,而今邁步從頭越”。對于朱萬旭和他的科研團隊而言,今後更多與世界科技高峰的較量,尚在征途之路上……