曹贺全:在“盾与矛”中展现军工情怀

 马画藤   2019-09-06 14:50   5 人阅读  0 条评论

  ——记中国兵器工业集团北方材料科学与工程研究院

  装甲防护技术专家曹贺全

  编者按:当国与国之间的意识形态尚未融为一体的时候,我们需要强大的兵器去隔绝那些来自外在的威胁,曹贺全研究员在防护装甲方面的研究成果,让我们真正感受到了中国军工的强大。

  曹贺全研究员是个低调的人,采访中,我们也在感受着他的人格之美。本文只介绍了曹贺全研究员关于装甲研究的冰山一角,但足以让更多读者从对战争的恐惧中释怀,而他的研究,仍在继续。

  专家简介:曹贺全,男,1945年9月生,中国兵器工业集团首席专家,长期从事装甲防护技术研究。几十年来,他主持了多种装甲尤其是反应装甲的研究工作,开拓了我国反应装甲研究领域,使我国反应装甲技术从无到有,并达到国际领先水平。

  近年来,他主持研究的新型主动装甲又取得了重大突破。曹贺全领导的装甲防护研究团队实现了我国装甲防护技术的系列化发展,已经由单一的被动防护发展到主被动结合的综合防护技术。其研究成果大量应用于我国装甲车辆,使我国坦克装甲防护能力达到国际先进水平。先后获国家发明二等奖一项(第一发明人)、国家发明三等奖两项(均为第一发明人)、省部级科技进步奖多项,并以第一发明人获得国家发明专利二十余项。著有《爆炸式反应装甲》、《装甲防护技术》等两部专著,在国内外发表论文多篇。主持完成国军标六项。

  作为我国装甲防护技术专家,他先后获得何梁何利基金科学与技术进步奖、光华基金奖、兵工科技奖、全国优秀科技工作者、中国人民解放军“九五”预研先进个人、山东省先进工作者、浙江省特级专家、科学中国人(2011)年度人物、2012年度国防科技工业十大“科技创新之星”等荣誉称号,1992年开始享受国务院政府特殊津贴。

  做一名军工的朴素定位

  2018年11月4日,CCTV-1综合频道正在播放的《加油!向未来》节目中,一辆装备了柔性格栅装甲的猛士装甲车霸气入场,引起了现场观众的拍手惊呼。猛士外挂的装甲看上去像是家里院子的栅栏,而这个防护装甲却是由带锥体的小钢块和柔性绳组成的。

  中国兵器工业集团北方材料科学与工程研究院装甲防护材料技术专家曹贺全向观众介绍了“柔性格栅装甲”的特点:“柔性格栅装甲,它是用柔性绳索连接金属节点组成的一个网状防护机构,是能够非常有效地防御破甲弹的一种装备。是专门为了对付RPG火箭弹而设计的,我们把他叫做结构装甲,利用它的结构效应来破坏火箭弹的弹体结构。我们的防护不是硬碰硬,我们用的是巧劲,所谓‘四两拨千斤’。这个带锥体的小钢块和这种柔性绳,看起来简单,却是我们的两项发明专利。这个设计,使装甲达到重量最轻,防护概率最高,其每平米只有20公斤左右,而金属格栅每平米100到200公斤。整个装甲车不会因为装上它性能受到影响。我可以自信地讲,我国的坦克防护水平达到了世界先进水平,有的已达到领先水平。”

  他说:“这一款目前代表着世界先进水平的柔性格栅装甲已装备了多种战车,如我国在南苏丹维和部队。在真正战场上,它是真正的战斗力,是生命的防线。”

  主持人动情地说:“正因为有了这样军工人,有了他们的不断地积累、不断地研发创新和提升,才能使我们的钢铁长城变得越来越坚固,才能使我们在海外执行维和任务的这些战士们能够有更好的安全保障,真的谢谢这些军工人背后的默默努力和付出。”

  实战兵器搬上央视舞台并不多见,但有一点不可否认,该装甲看似简单,但它具备了一定的科技含量。此时,站在舞台上猛士装甲车前的曹贺全,显得异常高大。

  曹贺全是河北省丰润县人,1969年大学本科毕业于西南交通大学起重运输机械专业。像所有经历过那个特有年代的人一样,他不仅接受着时代的磨砺,而且以心许国,在时代火热的熔炉里锻炼出了飞扬的青春与神采。大学毕业后的曹贺全被分配到大连铁路分局工作,在当年,知识分子都被当作“改造对象”,必须接受工人阶级的“再教育”,曹贺全也不例外。他的第一份工作是一名普通的铁路工人,曾扛过钢筋、修过铁路,车、钳、铆、锻、铸各项工作都干过,而且一干就是五年,滴水成冰的寒冬腊月,挥汗如雨的炎夏酷暑,都成为了磨练与考验。然而,不管身处怎样的环境,曹贺全从未泯灭过胸中的壮志和理想,他不仅在五年的光阴中收获了丰富的实践经验,也更进一步读懂了“坚持”的深刻含义。这段经历,为他日后攀登科学高峰奠定了基础,成为重要的基石。

  1974年,曹贺全调入中国兵器工业集团第五二研究所。机遇总是留给有准备的人,在一次偶然的机会中,他凭借开阔的思路和缜密的逻辑思维能力打动了当时装甲防护课题组的负责人,被力邀加入装甲防护的研究,自此走上科研战线。对此,曹贺全总是谦逊地说自己是幸运儿,能够加入到所热爱的事业,在装甲防护的研究领域不断探索、寻觅,是他一生引以为荣的,这也正是他坚持学习,从不放松对自我要求的必然结果。

  1981年,在科研工作开展之初,曹贺全被派往哈尔滨工业大学参加了兵器部组织的为期四个月的系统工程学习班,这成为对他的科研生涯具有极为重要影响与价值的一课。钱学森的系统科学思想一直是他后来科研工作的指导方针。装甲防护技术涉及材料科学、工程力学、爆炸力学、弹药工程等多种学科和理论,是典型的交叉学科领域。正是用系统科学的思想,他将金属材料、非金属材料以及含能材料有机结合,成功地研制出多种新型装甲,不断满足我军坦克等装甲车辆对于装甲防护的需求,在材料的工程化应用方面为我国装甲防护技术的发展和武器装备的现代化作出了重要贡献。

  演绎矛与盾的精准碰撞

  曹贺全将三十余年的心血倾注在了装甲防护工程技术研究上,铸造国之坚盾、呕心沥血。在科研工作中,他一直都强调创新必须要有扎实的理论基础,不能只顾眼前利益而重型号轻基础,因此在研究过程中,要深入进行抗弹和防护机理研究,在研究“盾”的同时还应当研究“矛”的穿、破甲机理,而研究“矛”的同时要研究“盾”的结构和防护机理。

  针对创新的含义,曹贺全总结了一个公式:创新=发明+应用。他表示,只有根据市场需求来确定研究方向,并把研究成果应用于实践,从而取得经济效益,才算得上完成了一个真正的创新过程。在过去的数十年中,他的每一项发明都代表了一个重大的技术性突破,而每项发明在应用后都取得了显著的经济效益。今天,经他主持研发的多个型号的装甲已绝大多数在我国坦克等装甲车辆上得到了应用,装备数量达到数千台份。此外,除直接经济效益外,装甲防护的成果还主要表现在其可以保护价值数千万元的坦克免遭毁伤,具有重大的军事意义和经济效益。

  曹贺全常说,人应该有梦想,还应当敢于奇思妙想,唯有如此才是实现创新性科学研究的源动力。“管壁效应”的设计成功验证了这一现实。在一次出差的旅途中,曹贺全深夜躺在卧铺车厢里,突然灵光闪现想到了“间隙效应”,意识到可否通过改变钢管着弹角度的方式利用钢管内壁形状形成特殊的间隙效应。他翻身下床借助车厢内微弱的灯光画出草图,记下了一瞬间的灵感,回去以后立即按照图纸加工。后来的打靶实验证明了这一想法是完全正确的,技术上的难题迎刃而解。这就是“管壁效应”的由来,20年后,他又用计算机数值模拟从理论上证实了“管壁效应”现象的存在。根据“管壁效应”设计的装甲的钢管夹层结构,代替了当时国内外复合装甲普遍采用的玻璃钢、陶瓷等非金属材料,不仅成本低,而且工艺性好,抗弹能力达到国外先进复合装甲水平。该装甲1987年设计定型,命名为“684复合装甲”,应用于某型号坦克。该成果1990年获得国家发明奖三等奖。由于保密原因时隔20多年,2011年,他在美国召开的第26届国际弹道大会上发表了复合装甲的“管壁效应”论文,赢得国际学术界的重视与反响。而这,已是他在二十多年前装甲防护研究的第一项成果。

  曹贺全非常欣赏美国著名将领巴顿将军的一句话:“不要告诉别人怎么做,只要告诉他们你期待他们得到的结果,他们就会用自己的创造力让你惊叹不已。”因此他经常强调,科研本身就是创新,而创新就在每一个人的身边。正是通过生活中的点滴创新,他完成了由均质装甲-复合装甲-反应装甲-主动装甲的不断飞跃,使我国的坦克装甲防护能力达到国际先进水平,同时推动了国际装甲防护及反装甲弹药技术的发展。而在科研团队中,他也正是凭借着这样的智慧和信念,带领团队发挥主观能动性,不断在科研一线上书写着辉煌。

  科技创新,人才是基础,他关心团队建设,注重人才的培养。在他的带动下,历经多年的努力和发展已经形成了一支由研究所、工厂、院校专家组成的我国装甲研究技术团队。团队在二十余年的持续探索和创新中,保证了我国的装甲技术始终保持在国际先进行列,不断满足部队装备对于装甲防护的需求,为我军武器装备性能水平的提高提供了强有力的技术支撑。同时装甲技术的不断进步也促进了我国反坦克弹药技术的发展。

  在创新研究的进程中,曹贺全凭借着踏实的行动、严谨的作风、科学的态度、创造性的设想,将团结协作能力、创新能力、攻关能力发挥到了极致,实现了个人与团队共同的快速稳定发展。

  装甲,从被动防护到主动反应的升华

  1982年,以色列入侵黎巴嫩,在战争中,坦克首次披挂反应装甲,致使敌人的聚能装药破甲弹几乎失去效力。以色列以自损几十辆的代价而达到击毁对方坦克数百辆的战果,反应装甲也因此而名声大震。当时,外商来我国进行反应装甲表演试验,曹贺全代表单位参加。

  此后组织兄弟单位研制出反应装甲专用炸药,并进行了大量的试验,突破了结构单元等集成技术,很快就研制出了我国第一代反应装甲,成功应用于现役装备。其性能达到国外同类产品水平,显著提高了装甲车辆对破甲弹的防护能力,填补了我国反应装甲的空白。

  第一代反应装甲的问世极大提高了对聚能装药破甲弹的防护能力,被誉为聚能破甲弹的“克星”。然而,其缺点是不能够防御动能穿甲弹,而动能穿甲弹又是一种反装甲的最重要的弹种。为了使反应装甲在防御破甲弹的同时,也能有效防御动能穿甲弹,曹贺全首次提出研制防御大口径穿甲弹和破甲弹的“双防反应装甲”,并得到当时兵器部和军方支持,于1986年正式立项并开展工作。

  在项目的研制过程中,曹贺全研究了炸药感度和穿甲弹比动能的关系规律,组织研制了既保证引爆性能、抗弹性能又具有安全使用性能的反应装甲专用改型炸药;分析建立了反应装甲使弹丸偏转的工程计算模型,为反应装甲结构设计提供了实验和理论依据;试验确定了总体结构、各部件材料、加工工艺和性能测试方法。他富有创造性地首次实现了反应装甲对大口径穿甲弹的防护,使反应装甲具备了能同时防御破甲弹和穿甲弹的“双防”功能,是我国反应装甲领域第一个具有自主知识产权的项目,1990年获得国家发明专利,1993年荣获国家发明三等奖,如今已应用于我国多种型号的坦克。

  一番番的成功总伴随着辛勤的心血和汗水,而曹贺全对这样的艰苦努力无怨无悔。前方的路永远充满了未知与挑战,他打破传统反应装甲结构模式,按照系统科学的设计思想,通过试验优化参数,完善结构,突破了反击系统及系统集成等关键技术,率领团队研制的某型装甲不仅使该反应装甲抗穿甲能力和抗破甲能力大幅度提高,而且具备了抵御世界上最先进的反坦克导弹的能力,综合防护性能达到国际领先水平。这一型号的装甲凝聚了他与团队的精神与付出,于2001年设计定型,2002年获得国家发明专利,2005年获得国家发明二等奖。直到十几年后的今天仍未见诸国外报道。他创造了重量只有几公斤厚度不到100毫米的金属盒有效抵挡几乎世界威力最大反坦克导弹的奇迹。2009年10月1日,在国庆六十周年的阅兵式上,装备了这种装甲的新型坦克横空出世,它能使穿深一米以上均质装甲钢的美国陶氏导弹完全失效,使我国新型坦克装甲防护能力达到国际先进水平。

  曹贺全从不因已经获得的成绩而满足,为达到装甲车辆轻量化的要求,提高反应装甲在装甲车辆小角度部位的防护能力并减少反应装甲的体积和重量,他又主持研制了“聚能式反应装甲”,首次将“聚能切割效应”引入我国的反应装甲结构设计中,显著提高了在“小倾角”条件下反应装甲对大口径穿甲弹和破甲弹的防护能力,确保反应装甲技术再次取得新突破。这一项目2009年通过总装军工产品定型委员会设计定型,同年获得国防发明三等奖,2010年获兵器工业集团科技进步一等奖,现已在我国某型主战坦克上得到了应用。

  鞭辟向里的“以矛代盾”思想

  当今时代,军事实力是一个国家独立自主的重要象征,世界各国不断投入大量资金和人力开发研制。随着“攻顶”弹药技术的发展,破甲子弹已对装甲车辆构成了巨大威胁,顶部防护成了装甲车辆防护的薄弱环节,为了满足装甲车辆迫切的顶部防护需求,曹贺全又开展了新的研究。“攻顶”破甲子弹破甲射流通常沿垂直于装甲车辆顶部的方向进行攻击,如何设计新型装药结构以充分发挥反应装甲的“角度效应”成为该项研究的关键。他创造性地提出了新的装药结构,成功解决了防护垂直入射小口径破甲射流这一难题。这种反应装甲不仅大幅度提高了装甲车辆顶部的防护能力,而且显著降低了装甲车重量,1998年获得国家发明专利,2002年获得国防科技进步二等奖。



曹贺全在《加油!向未来》中展示柔性格栅装甲

  此外,为适应反恐和城市作战的需求,曹贺全还成功研制了专门对付反坦克火箭弹的某型装甲。RPG—7火箭弹(国内称新四零火箭弹)自上世纪50年代问世以来就显示出其强大的生命力,后来又发展了多种型号,威力不断增大。由于它小巧灵活,往往能以弱胜强,广泛应用于世界各国,非常适合游击战、城市作战,近年来被恐怖分子所利用,被称为“改变世界的十大武器”之一。针对这一难题,曹贺全创造出的新型结构装甲巧妙地解决了多年来困扰装甲车辆不能很好地抵御反坦克火箭弹攻击的难题。此项技术2011年通过鉴定,2012年获得集团公司一等奖,国防发明二等奖。已在几种轻型装甲车辆上得到应用。

  随着时代的发展,对武器装备的要求也在不断提高。进入21世纪后,为了更有效地抗击穿甲弹和破甲弹,研究新型的主动装甲已经成为目前装甲防护的主要手段。

  曹贺全介绍,“主动装甲”是一种“以矛代盾”的对抗手段,实际上,更准确地说应当叫做“主动防护系统”或“主动防护装置”,因为它已经没有了“甲”,靠的是探测、识别和拦截或干扰,将来袭弹丸半路消灭掉或者引向他处。系统中的雷达传感器可以探测到逼近的威胁目标,当来袭弹药距被防护坦克或装甲车几米到十几米时的瞬间,发射器可发射出榴弹等干扰弹丸至来袭弹药的面前,瞬时爆炸形成防御“盾牌”,产生大量预制破片将来袭弹药摧毁在被防护体之外。

  已有的主动装甲只能防御低速的破甲弹和反坦克导弹,而对于速度大于每秒一千米以上的穿甲弹丸,由于速度响应问题而无法实现。而高速动能穿甲弹又是反坦克的主要弹种,要实现装甲车辆轻量化,如何防御穿甲弹已成为装甲防护面临的主要瓶颈技术。曹贺全率领的装甲研究团队经过两年的论证,2011年,一个全新的项目开始启动,它不同于国内外已有的主动防护技术,而是无论对低速破甲弹还是高速穿甲弹都具有优良的防护性能。目前该项目已经取得重要进展。

  “对抗的时间太短,是坦克主动防护系统研制的最大难点。因为在来袭弹丸中,高速的尾翼稳定穿甲弹的飞行速度达到1600米/秒以上,想拦截它十分困难。我现在要做的就是向解决防御高速穿甲弹这个装甲防护的世界难题发起冲击。”曹贺全信心十足地说。

  “随着电子信息技术和反装甲技术的发展以及战场环境的变化,装甲车辆只凭‘装甲防护’来保证其战场生存力已远远不能满足。因此,今天的‘防护性能’应该有一个‘大防护’的概念,即综合防护,也可称为系统防护。综合防护技术被认为是未来装甲车辆提高战场生存力的有效途径。”曹贺全的装甲防护研究团队已经发展成多专业、多学科、多领域的综合防护技术研究团队,研究内容也从单一的装甲防护扩展到主被动结合的综合防护研究。

  在国防科研事业的天地里,曹贺全正是如此执著地前行,挥洒下一路汗水,在科学高峰上勇于攀登,用热情和忠诚为国家奉献着自己的全部力量。在一个个成果背后,是无数常人难以想象的困难和艰险,他从没有半分退缩与迟疑,而一项项荣誉背后,是长期的不懈坚持。思路的解决、试验、响应时间、测试、反击弹设计、威力、数量、起爆、传爆速度、殉爆、布置等等,无不需要用心血筹划、计算。多少次失败后他们继续改进、再试验......身边工作的同志们有时都会觉得太难了,那种煎熬可能只有身临其境者才有切身体会,但是他们依然长期坚守在工作岗位上,耐心完成每一个环节,从不曾动摇。

  虽然装甲试验必须严格执行安全操作规程,但是面对新项目、新领域,免不了也会有意外发生。一次,半公斤靶板破片曾在身边两米远落下,瞬间融化了皑皑白雪;曾经曹贺全和同事乘坐的装有靶板和实验器材的车辆在冰雪覆盖的山路失控迅速下滑,英雄司机跳车用事先备好的石块打眼,汽车在距悬崖一米处戛然而止,而类似的事件还有很多!装甲研究离不开弹药,几十年来经他们打过的弹药不亚于一次小型战役!在实验中,难题、挫折、危险无时无刻地伴随着他们。

  选择了科学事业,特别是选择了国防科研事业,就意味着选择了与艰苦和寂寞相伴,对于曹贺全来说,还饱含着对国家和民族的深深的情愫。如今,年过七旬的他依然奋战在国防科研一线,带领他的团队依然在探索和实践,使我国装甲防护水平在未来战争中立于不败之地。

本文地址:http://52mtl.cn/post/15.html
版权声明:本文为原创文章,版权归 马画藤 所有,欢迎分享本文,转载请保留出处!

评论已关闭!