科学视点

刘海军:用声波“解剖”海洋

  刘海军

  中科院声学研究所副研究员。早期主要从事单模预研项目中的低频相控阵系统的功放机设计、发射系统宽带匹配等研究,解决了相控阵系统大功率发射以及宽带匹配等一系列瓶颈问题。目前负责多个国家重点项目的发射系统相关工作。

  刘海军的名字里有个“海”字,家乡在湘西的他从小就向往大海,到了中科院声学研究所(以下简称声学所),这一梦想成为了现实。工作18年来,他平均每年外出试验100多天。有一年,4个月都在海上度过。

  见识了大海的辽阔,刘海军时常觉得自己很渺小。“个人的力量有限,我想多做一点、再多做一点,把每项试验都保质保量地完成,就一定能推动水声发射系统的进步。”目前成为声学所副研究员的他告诉《中国科学报》。

  “想早点解决问题,就没日没夜地干”

  刘海军是物理专业出身。与纯粹的理论研究相比,他更喜欢能走出实验室的应用研究。找工作时他了解到,来声学所不仅能近距离接触大海,还不拘泥于实验室研究,有了新想法就可以马上进行海试验证。

  “就是这儿了!”刘海军心想。

  他把自己的这种偏好归结于干农活的经历。从小学到高中,每当放学、放假后,他都要帮家里种田,育种、插秧、犁田、堆肥,没有他不会的。“我动手能力强,擅长做看得见、摸得着的事情。”刘海军说。

  刚进所不久,他就被派往湖北宜昌出差。水声系统中的相控发射阵出现了问题,难以达到指标要求,需要就地进行试验设计。为了节省上下山时间,他和另外4名同事吃住在水库旁边的废弃工厂里,“大家都想早点解决问题,就没日没夜地干”。

  当他们发现了可能的问题,要将这些设备挨个拆改焊接,之后再入水验证。当时经费有限,没有辅助布放的工人和吊放装置,几十个40多公斤重的功放机与发射换能器设备全靠他们手工搬动,每次试验都要拉着设备出入10多米深的水中。

  去的时候还是炎热的夏天,完成试验时已经入冬。“大家这才觉得冻得难受,不断感慨‘好冷、好冷’,一刻也不想待下去了。”刘海军说。

  “我连挣扎的力气都没了,全被耗尽了”

  “声波在水下的衰减幅度小,是目前已知的唯一能够远距离水下传播的能量辐射形式,探测、定位、通信都要依靠它。”刘海军说,“声波是一把‘解剖’海洋的手术刀,能帮助我们全面准确地了解海洋。”

  作为声波的产生者,水下声源及发射系统是开展海洋声学研究必需的实验设备。“它将各种信息通过电设备转换成电信号,电信号驱动水下换能器,换能器再将电信号转换为声信号辐射出去。我主要参与的工作,正是大功率声源发射系统研发与设计。”他说。

  而由于水下和海底的环境复杂,水文、水压、海底底质、泥沙等都会对声波传播造成影响,不同的海域情况、项目任务需要不同的声源发射系统。

  作为利用声波这把手术刀“解剖”海洋的人,刘海军面临的不仅是设计和拆改设备的难题。无常的风浪、突发的意外,带来的后果都可能是致命的。

  2016年南海的一次试验中,船行至文昌海域附近,恰逢台风经过。当时,天很快变得乌黑,一个接一个的海浪和漩涡把试验船肆意抛起、扔下。“我们像是坐在一辆高速行进的汽车里,路上铺满了宽而高的减速带。剧烈晃动下,我吐得死去活来,恨不得把手伸进嘴里将整个胃都掏出来。”刘海军说。

  在风浪的持续作用下,试验船发动机又出现了故障。“我当时瘫在床上,连挣扎的力气都没了,全被耗尽了。”刘海军说,“后来,声学所南海研究站派快艇将我们接上岸去,缓了很久才觉得又活过来了。”

  此后一个多月,从不晕车的他晕车反应变得十分强烈,似乎是车身的晃动唤起了身体早先的记忆。

  “带着使命和责任去工作,苦难都不算什么”

  外出试验给刘海军带来的后遗症中,晕车可能是程度最轻的一个。

  如果直视他的眼睛,很容易发现他左眼眼白中始终有一个红点。一旦他熬夜用眼,红点处就会凸出,眼睛布满血丝,视线模糊。他回忆,这是宜昌山区水库试验给盖下的“戳”。

  那次,刘海军需要对电子功率放大器的外接电子元器件进行电路焊接。眼看就要焊接完成,突然,一滴焊锡蹦进了左眼,几乎同时,他扔掉了手中的焊具,捂住眼睛,猛地起身,跑向200米外的厂房医院。声学所研究员彭大勇回忆:“当时被吓了一跳,不知道他发生了什么事。”

  到了医院,医生不敢接诊,让他去1小时车程外的宜昌市医院。可烫伤需要马上处理,等一小时,哪来得及呢?

  刘海军从厂房医院买了万花油,决定滴进眼睛试试。万花油是外用药物,虽然刺激性较小,但后果谁也说不准。也许在他之前,还没有人尝试过把它滴进眼睛里。“说实话,当时心里也有点害怕,毕竟是眼睛,真怕看不见了。”刘海军说,不敢让万花油在眼睛里停留太久,到了晚上,他便用大量清水冲洗掉,转而滴了一些眼药水。

  万幸的是,他逐渐恢复了视力,但焊锡留下的红点,就此成了他抹不去的痕迹。

  外出试验吃了这么多苦,怎么还能坚持18年?

  “当一个困难摆在眼前,我只想着怎么解决它。就像以前种田,一陇一陇地劳作,总会耕种完的。一旦解决掉,就非常有成就感。”刘海军告诉《中国科学报》,“我们做的许多工作都是解决国家需求的重点项目,每个项目都意味着一份责任,带着这种使命感和责任感去工作,就觉得这些苦啊难啊都不算什么了。”


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