美俄无法攻克的世界难题,八旬老人成功突破,国家奖励500万

“王泽山”这个名字可能大家并不是很了解,这位八旬老人连续攻克了三项美俄都没有突破的世界难题,让中国火炸药领先世界,让我国火炮弹道性能全面超越世界上所有国家的同类火炮(这个评价来自于国家官方),他也因此获得了“火炸药王”的称号,2017年,王泽山获得了国家最高科学技术奖,奖金500万元,这是中国科学家最高的殊荣。

今天,我们就来了解一下王泽山院士。

王泽山出生于1935年。小时候住在吉林市远郊的桦皮厂镇。他的童年生活处在一个混乱、大变动的年代,先后经历了伪满统治时期、国民党管辖时期和解放初期。

王泽山的父亲和母亲都是中医,家里还有两个哥哥。虽然他的家庭处境贫困,但他父亲固执地坚持“不买房子、不买地,只供孩子上学”的原则。为了供三个孩子读书,父母必须勤奋地操劳和忙碌。母亲为了生计,还兼着帮人接生。就连王泽山自己自小也学着帮做家务事。

当时,东北大部已被日本扶植的“伪满洲国”占据,并强迫国民接受“伪满”教育,因此他开始甚至以为自己是“满洲国”人。

但从小父亲经常悄悄地教育他,“你是中国人,你的国家是中国。”父亲的话深深地镌刻在他幼小的心里。不做亡国奴,就必须有强大的国防。

1954年,19岁的王泽山毕业,义无反顾地报考了哈尔滨军事工程学院,他出人意料地选择了一个冷门专业——陆军系统的火炸药专业,是班上唯一一名自愿学习火炸药的学生。

王泽山认为火炸药是火炮、火箭、导弹、航弹、鱼雷等火力打击武器的能源,把火炮弹丸发射出去、把火箭发射出去完成爆炸毁伤,就是靠火炸药。反过来说,如果没有火炸药,坦克就不能发射坦克弹,轰炸机、战斗机就成为废品。

所以火炸药的研究具有非同一般的意义。他的这一选择,让中国火药再次领先世界,早在学校建立了电子计算机系统,作为全校第一个使用计算机且最早用于解决工程实际问题的专家,他就将计算机技术和诺模图设计原理引入火药教学、科研和火药装药学体系中,发展了“解析设计”“表解设计”和“诺模图设计”的理论和设计方法。

而在上世纪70年代末,王泽山写出一部50万字的《发射药的应用理论》,陈述了一种新的装药技术和新的设计计算方法。

王泽山一生共五次获得国家科学技术奖(皆为第一完成人),三次获得国家科技一等奖,其中三次攻克世界难题,让中国火炮超越全球。

远程射与模块发射装药技术

目前世界各国155毫米火炮采用的装药形式包括药包式装药、药筒式装药和模块化装药3种形式。药包式装药和药筒式装药不能适应正在发展的火炮弹药快速自动装填系统以满足提高射速和快速反应能力的要求,而模块化装药成为以155毫米火炮为代表的大口径火炮发射装药技术的发展方向。

所谓模块化装药,就是一个标准的装火药的模块,根据射程的不同,自行火炮的自动装填机选择不同的装药模块,相对于火炮使用的药包火药桶,这种模块化装药最好的作用就是炮兵装填手得到了解放,由于采用统一标准的尺寸和形状,可以轻松应用于自行火炮的自动装填系统,火炮发射效率得到提高。

可以说,远射程与模块发射装药是火炮实现“高效毁伤、精确打击、快速反应、火力压制”的关键技术,也是火炮系统现代化的重要发展方向。

在此之前,各国火炮使用的主要是两种单元模块组合的双模块装药。通常情况下,为了满足火炮远近不同的射程要求,模块装药在发射前需要在不同的单元模块间进行更换,如此操作既繁琐又费时。使用同一种单元模块,通过模块数量的不同组合,来实现火炮对于远近不同目标的打击,一直是国际军械领域梦寐以求的技术。

然而,美俄各国耗费巨资研究全等式模块装药技术。但是都以失败告终。

1996年,已经62岁的王泽山闯入国家历时多年,耗费巨资都未取得突破性进展的“雷区”——远程射与模块发射装药技术领域,花费了近20年的时间,在80高龄之际取得了突破,研发出具有普遍适用性的等模块装药和远程、低膛压发射装药技术。

全等式模块装药技术使得组成装药的各个模块其外形和内部结构完全相同,这样可以使模块之间具有互换性,有利于提高火炮自动装填速度,减少失误,最大限度减少弹药的浪费,依照王泽山独创的补偿装药的理论和技术方案,火炮只需用一种操作模块即可覆盖全射程,从而大幅度提升了远程火力的打击能力。采用过去的布袋式装药,射速只有每分钟3至4发,而现在采用全等模块的火炮射速达到12至15发,相当于过去3门火炮的威力。

应用此项技术不仅使弹道性能全面超过其他国家的同类火炮,还降低了火炸药的火焰、烟以及毒气对操作员和环境造成的影响。

低温感含能技术

含能材料作为一种特殊的能源,在军事、民用等多个领域有着广阔的应用前景。随着我国国防事业和经济建设的发展,对含能材料领域人才的需求量越来越大。

王泽山通过研究发射药燃烧的补偿理论,在含能材料低温感技术研究中,他带领团队经过十余年尝试,构建出火药燃速与燃面的等效关系。他发现了能够弥补温度影响的新材料,这项技术通过控制火药燃烧方式来解决火炸药温度变化产生的影响,后来通过中止试验、高压密闭爆发器试验与火炮内弹道试验研究了低温感高能硝胺发射药的低温感效果。

结果表明 ,低温感装药技术用于高能硝胺发射药能够大幅度降低火炮温度系数 ,提高火炮能量利用率。

可以说低温感含能技术显著提高了发射药的能量利用率,发射威力至少提高15%,并解决了长期贮存的问题含能材料的低温感是当时国际上难以攻克的尖端技术,该技术获1996年唯一一项国家技术发明一等奖。

后来,王泽山经过了系统的研究,构建了一套完善的低温度感度发射装药与工艺技术。

废弃火药的再利用

弃火炸药是特殊的危险品,必须妥善处理。传统的废弃火炸药处理方法和处理过程不仅对环境产生严重的污染,而且没有物尽其用。国内外对于废弃火炸药的处理方法进行了大量的研究,主要有废弃发射药的非含能化处理、转化为一般能源及资源化再利用3类。

王泽山用5年的时间攻克了多项世界难题,率先攻克了废弃火炸药再利用的多项关键技术。这项“利国惠民”的技术在减少环境污染、降低安全隐患的同时,变废为宝,创造了社会经济效益。

“除了做火炸药研究这一件事,其他方面我都不擅长,只要身体还可以,就会一直做下去。”即使已经80高龄,可王泽山还是没有停止探索的脚步,他和他的团队又有了新的方向,准备向新的技术难题发起冲锋。