2024年2月16日星期五

我國科學家是如何發現,躲在盲點區的美航母?盤點劉永坦的科研之路

本文陳述皆有可靠信源,已贅述於結尾處

有一種科技可以一眼看穿迷霧重重的天空,洞悉隱藏於萬里之遙的目標,這就是被譽為"千里眼"的新體制雷達技術的魅力所在。 [玫瑰][微風]

而這一切的背後,離不開一位默默奉獻、為中國雷達事業做出傑出貢獻的偉大科學家——劉永坦

作為2019年度國家最高科學技術獎得主,劉永坦憑藉著卓越的研究成果和高尚的人格魅力贏得了全國人民的敬仰與讚譽。

但這位偉大的科學家並非一開始就選擇投身於高科技領域的研究工作,那麼,他是如何看待並決定參與這個挑戰性極高的計畫的呢?

01

什麼是雷達

雷達技術是一種非常神奇的東西,它就像是我們人類的一個超級眼睛,可以透過發射和接收電磁波來「看」到很遠的物體。

這個技巧的背後有三個超級重要的部分:一個是發射器,它的任務就是發出電磁波;另一個是接收器,它的任務就是抓住那些從物體反彈回來的電磁波;最後一個就是訊號處理單元,它就像是大腦一樣,分析這些抓回來的電磁波,告訴我們物體的位置、速度啊什麼的。

雷達系統用的電磁波主要是那種微波波段的,因為這種電磁波的解析度高,跑得也快。它們在空氣中飛奔,幾乎和光速一樣快。

當電磁波遇到物體,就會傳回來一些訊號,這就形成了我們說的"回波",然後接收器就要開始忙活了,它要抓住這些回波,然後訊號處理單元就開始分析這些回波,告訴我們物體的各種資訊。

不過,雷達系統的表現可不是只看這三部分就行的,還有很多其他的因素會影響它的表現,例如發射功率、接收靈敏度、波束寬度和工作頻率等等。

發射功率決定了雷達能看到多遠的物體,接收靈敏度決定了雷達能不能抓住微弱的訊號,波束寬度影響了雷達測量的準確性,而工作頻率則會影響到雷達的分辨率和抗干擾的能力。

在實際生活中,雷達系統有很多種,每一種都是為了滿足特定的需要設計的,比如說,氣象雷達就是用來監測天氣變化的,空中預警雷達是用來找敵人的飛機的,地面雷達則是用來監視地面的情況的。

而且雷達在民用方面也有很多用處,例如在機場管理、汽車的防撞系統和船的導航系統裡面都能找到它的身影。

所以雷達技術真的是一個很厲害的工具,它在軍事、民用和科學研究這些領域都扮演著很重要的角色。

它能為我們提供很多關於周圍環境和物體的有用信息,讓我們更好地了解和控制我們的環境,不管是用來防禦還是用來探索,雷達技術都證明了它在現代科技中的地位有多重要。

02

雷達盲點

在人類歷史上的戰爭舞台上,空戰的出現標誌著一個全新的戰爭模式的誕生,第一次世界大戰期間,為了應對前所未有的空襲威脅,各國開始尋求一種能夠有效預警敵方飛機來襲的手段。

在這樣的背景下,雷達的概念應運而生,作為一種革命性的技術,雷達以其強大的探測能力和預警功能,被譽為"千里眼"和"順風耳",極大地改變了戰爭的面貌。

進入第二次世界大戰時期,雷達技術得到了突飛猛進的發展英國在其漫長的海岸線上部署了密集的雷達網絡,這些雷達系統在抵禦德國空軍的空襲中發揮了至關重要的作用。

它們不僅能夠即時監控敵機的動態,還能為防禦行動提供寶貴的預警時間,可隨著時間的推移,雷達技術也暴露出了一系列局限性,例如,由於地球弧度的影響,傳統的雷達訊號無法有效探測低於地平線的目標,從而形成了一個所謂的"盲區"。

針對這個問題,科學家開始探索提高雷達性能的方法,一方面,透過提高雷達的架設高度,可以擴大其探測範圍;另一方面,技術創新也是解決雷達限制的關鍵途徑,在這個領域,衛星技術曾被視為雷達的強力補充。

儘管衛星觀測在某些方面有其優勢,例如覆蓋範圍廣、觀測時間長等,但也存在一些固有的限制,例如軌道固定、距離遙遠等,這些限制使得衛星觀測在戰爭環境中難以滿足瞬息萬變的需求,因此對於預警系統而言,雷達仍扮演著不可取代的角色。

對中國而言,雷達技術在國防和國土安全方面具有舉足輕重的意義,作為一個擁有遼闊海域和豐富海洋資源的國家,中國在歷史上曾多次遭受來自海上的侵略,為了保障領海安全,提升雷達預警系統的科技含量顯得特別重要,但由於過去在科技發展上的滯後,中國在領海雷達預警方面尚未達到世界先進水準。

面對日益激烈的科技競爭和國際壓力,中國科學研究人員正致力於縮小與國際先進水平的差距,力爭在短期內實現技術突破,這個時候,劉永坦出現了。

03

鞠躬盡瘁

劉永坦的故事充滿了堅韌不拔和對科學的熱愛,1936年出生於南京的他,見證了國家的苦難,尤其是1937年的南京大屠殺,這一歷史事件對他的人生觀和世界觀產生了深遠的影響。

家庭的顛沛流離失所,讓他深切體會到國家貧弱帶來的苦痛,從而堅定了他為國家強大貢獻力量的決心。

在中華人民共和國成立後,劉永坦看到了未來的希望,他憑藉出色的成績考入了哈爾濱工業大學,並專注於無線電專業的學習。

學業有成後,他留校任教,繼續在這一領域深耕細作,面對國內在該領域的落後狀況,他決心改變現狀,開始了一系列的研究和創新工作。

在英國伯明翰大學埃塞克斯大學留學和工作期間,劉永坦夜以繼日地研究世界最前沿的雷達技術,並成功開發出"民用海態遙感信號處理機",這一創新成果贏得了同行的廣泛認可和讚譽。

但是他的理想始終是為祖國的雷達技術發展做出貢獻,因此他放棄了國外優厚的條件,回到了中國。

04

為國奉獻

回國後,劉永坦全心投入我國先進雷達的研發工作中,面對當時我國雷達技術的短板,他和團隊不畏艱難,勇於探索,終於在1989年主持研發了新型雷達,大大提升了我國雷達體系的性能。

隨後,劉永坦和他的團隊在雷達技術領域取得了更多突破,尤其在解決雷達盲點問題上取得了顯著成效。

在日復一日的攻克技術難題之下,他們研發出了地波超視距雷達技術,即便是海浪都無法對它造成困擾,而且它的探測距離超過了100公里,就算是美國的航母在它面前也無所遁形。

劉永坦的科研成果在我國雷達系統研發領域中具有里程碑意義,不僅填補了該領域的空白,也顯著提升了我國雷達系統的技術水準。

劉永坦因其在雷達系統研發領域的傑出貢獻,榮獲了工信部國防科技進步特等獎、國家科技進步一等獎以及2018年度國家最高科學技術獎,並且與榮譽相伴的還有豐厚的獎金。

劉永坦並未將獲得的豐厚獎金用於個人的享樂或其他方面,而是決定將其全部捐贈出來,設立人才培養基金,這種無私奉獻的精神,充分體現了他對科技事業的深厚熱愛和堅定執著,同時也展現了他對人才培育的高度重視與責任感。

他的行為激勵更多的人投身科技事業,為國家的科技進步和人才培養貢獻自己的力量。

如今,中國在劉永坦等一代代科學家的努力下,科研和軍工都得到了迅猛的發展,國防更加鞏固,軍隊更加強大,在先進雷達技術的支撐下,任何企圖侵犯我國領土的強盜都將無所遁形。

在此,我們對劉永坦及其團隊表示最崇高的敬意和感激之情,感謝他們為中國雷達事業做出的巨大貢獻,同時,我們也要對所有支持和幫助過他們的人員表示最崇高的敬意。

參考資料

[1] 模範網劉永坦院士:築海防長城,聚雷達鐵軍_模範興國

[2]中國新聞網「海防長城」鑄造者-記劉永坦院士獲國家最高科學技術獎-聚焦-中工網

[3] 光明日報劉永坦院士:800萬元獎金全部捐出https://baijiahao. baidu. com/s?id=1674087266874868185&wfr=spider&for=pc



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