國家需要就是動力！
——毛二可院士的雷達人生
發(fā)布日期：2021-09-01 供稿：文字素材來源于《北京日報》 攝影：北京理工大學
編輯：吳楠 審核：藺偉 閱讀次數(shù)：
【編者按】學百年黨史、知紅色校史。為慶祝建黨百年，推動廣大黨員干部師生深入開展黨史學習教育，北京理工大學黨委宣傳部精心策劃，組織力量，聚焦為黨和國家事業(yè)做出重要貢獻的師生校友，推出“足跡”系列專題報道，通過學習身邊的榜樣楷模，教育師生學史明理、學史增信、學史崇德、學史力行。
本期推出信息與電子學院教授、中國工程院院士毛二可的專題報道。毛二可院士始終將國家的需求作為自己的研究動力，深耕雷達領(lǐng)域、矢志報國，在教書育人和科學研究中樹立了光輝的典范。8月19日《北京日報》“領(lǐng)創(chuàng)”欄目整版報道了毛二可院士的事跡。
北京理工大學的校園里，一位瘦削的老人操作著電動輪椅，每天往返于家和研究所之間。已經(jīng)87歲高齡的他，雖然腿部做過手術(shù)，但依然堅持按時上班。
更早之前，他每天騎車上班成了校園一道獨特的風景線，被師生們親切地稱為“自行車院士”。
他是全國優(yōu)秀共產(chǎn)黨員毛二可，從他樸素的衣著、謙和的態(tài)度中，你可能很難想象到他的一生創(chuàng)造過怎樣的“寶藏”。
22歲，設(shè)計出“新中國第一個電視頻道”；30歲，參與設(shè)計中國第一臺相控陣雷達；61歲，當選中國工程院院士；75歲，“下海”創(chuàng)立學科性公司，讓國家重大需求科技領(lǐng)域的前沿技術(shù)得到廣泛應(yīng)用……
在他走了幾十年的上班路上，寫滿了理想、激情和科研精神。
白手起家建起頂配研究室
毛二可出生在北京，兒時隨著父親工作的變動，一家人輾轉(zhuǎn)于廣州、重慶、北京多地。在重慶，毛二可度過了大半少年時光。在重慶私立南開中學，從小受父兄影響而深深被無線電知識吸引的毛二可，加入了中國無線電學會南開分會。抗戰(zhàn)時期，許多工廠搬到“陪都”重慶，這也為愛好無線電的少年們提供了更多“創(chuàng)作”的機會。他們各處搜尋零配件，從電子廢件中搗騰自己能用得上的東西，“土電話”“收音機”“校園廣播”……一個個拼裝出來的無線電作品給了少年毛二可極大的樂趣和滿足。
1951年，即將從南開中學畢業(yè)的毛二可聽說了華北大學工學院（北京理工大學前身）將招生的消息。了解到這所學校設(shè)有電機制造專業(yè)，一門心思想學習“跟電有關(guān)”知識的他很想抓住這個機會。在學校的組織下，他與四位有志于此的同學北上參加了報名和考試。
順利通過考試的毛二可進入電機制造專業(yè)，開始學習發(fā)電機、電動機設(shè)計。1953年，根據(jù)當時的國內(nèi)外形勢，國家重工業(yè)部決定在學校設(shè)立雷達專業(yè)，為國家培養(yǎng)急需的科技工業(yè)人才?！熬瓦@樣，我搞上了雷達，這條路一走就是一輩子。”回顧往事，毛二可感慨地說。
當時，國內(nèi)的雷達研究尚處在萌芽狀態(tài)。
1954年，系里請來了蘇聯(lián)專家加強專業(yè)建設(shè)。兩年后，正是在蘇聯(lián)專家的指導(dǎo)下，毛二可與幾位同學完成了自己的畢業(yè)設(shè)計——中國第一個電視試驗發(fā)射中心的研究設(shè)計。
這個作品曾于1957年在北京市勞動人民文化宮展出，雖然只是一個原理性、實驗性的作品，卻讓觀眾真實地從屏幕上看到了從北京工業(yè)學院（北京理工大學前身）主樓上發(fā)出的視頻信號。這個被稱為“新中國第一個電視頻道”的研究成果，在當時引起了不小的轟動。
毛二可與雷達所師生在一起
畢業(yè)后，毛二可留校任教。1957年，在主管部門的建議下，學校開始籌建雷達研究室。1958年，當時的校長魏思文向上級提出申請，希望能批給學校一些新型雷達，用于建設(shè)試驗場地。“當時學校里實驗使用的都是小型雷達，沒有大型號的。上級非常支持，一口氣批下了三臺大雷達。這太令人驚喜了，我們的雷達實驗室成了當時國內(nèi)高校里最大的?！泵苫貞浾f。這三臺從蘇聯(lián)進口的大型雷達是當時中國使用的最主要的雷達設(shè)備。
這么復(fù)雜的雷達，如何在學校的實驗場地架設(shè)起來呢？毛二可與上級派來的專家一起承擔了組裝架設(shè)雷達的任務(wù)。他們對照操作指南，不斷試驗和摸索，時常一干就是一整天。為了省掉上下班路上的時間，他干脆不回宿舍就睡在雷達車里。經(jīng)過不懈努力，毛二可和同事終于完成了雷達實驗場的建設(shè)，從此學生們不僅可以在課堂上學到關(guān)于雷達的理論知識，也擁有了上手操作的實踐場所。
“這樣的實驗條件，在當時國內(nèi)高校的教學中可以說是最高級的配置了，連清華大學的高年級學生都到我們這兒來實習，做畢業(yè)設(shè)計?！?/p>
時隔60年，說起當年自己參與創(chuàng)辦的雷達研究室，毛二可臉上還是會微微流露出自豪的神色。
國家需求就是搞研究的動力
在雷達研究領(lǐng)域，毛二可是個高產(chǎn)的發(fā)明家。搞了多少發(fā)明，得了多少獎項，他自己也數(shù)不清。
不過，有一項發(fā)明讓他和學生都記憶猶新，那就是1977年問世的新型雷達“動目標顯示裝置”。什么叫“動目標顯示”？毛二可解釋，要想利用雷達監(jiān)測移動的飛行物，需要區(qū)分接收到的監(jiān)測物體雷達回波的多普勒頻率。移動目標的多普勒頻率較高，而且移動越快頻率越高。“接收到回波后，通過濾波器的處理，將物體以移動速度進行區(qū)分，排除掉固定物體等干擾物，就能‘看到’目標飛行物了。”
原理說起來不難，但誰能在實際操作中將它實現(xiàn)，各國的科學家都在較著勁兒。
在雷達顯示的反饋中，固定目標的回波更強，運動目標的回波反而較弱。“一座巋然不動的大山和一架移動中的飛機，它們反饋的回波強弱差距可達上萬倍都不止。”如何在固定物體強雜波的干擾中，提取出更小的運動目標，并檢測出它的移動速度，用于提取運動目標的延遲線是關(guān)鍵器件。
為了找到合適的延遲線材料，從上世紀50年代末到70年代，毛二可和同事們反復(fù)試驗。從當時國外用過的水銀延遲線，到磁質(zhì)伸縮延遲線，再到熔石英延遲線……經(jīng)過十余載的努力，最終攻克了延遲線這一難題。
1977年，新型雷達“動目標顯示裝置”參加了國家組織的電子對抗測試，展現(xiàn)出優(yōu)越的性能，大大加強了我國空中探測能力。在此基礎(chǔ)上，團隊的項目“模數(shù)混合動目標顯示系統(tǒng)”獲得了1987年國家發(fā)明二等獎。這在當年，是該領(lǐng)域的國家級最高獎項。
毛二可在脫靶量實驗現(xiàn)場
“國家的需求，就是我們搞研究的動力?！庇眯录夹g(shù)解決實際問題，讓技術(shù)成果在國家重大需求領(lǐng)域做貢獻，這是毛二可在數(shù)十載科研道路上一直身體力行的原則。而研制“矢量脫靶量檢測系統(tǒng)”，成功解決脫靶量檢測這一重大難題，正是他踐行這一原則最有代表性的成果。
什么是脫靶量？毛二可通俗解釋：高速飛行物體在碰撞目標的時候，可能撞到目標上，也可能擦著邊兒飛過。如果飛過了，需要知道它偏了多少角度，偏離時的速度是多少，以便在后續(xù)設(shè)計中予以改進。“這個偏離的距離就是脫靶量，加上偏離的角度就是矢量脫靶量。”
時速幾千公里的飛行物與固定目標，交匯過程可以用“一閃而過”來形容。怎樣在特定的瞬間監(jiān)測到它們之間的“偏差”，這是一個世界級的難題。西方曾對脫靶量檢測做過一個形象的比喻，形容它是“從干草堆上找一根針”，或者說就是在茫茫天空中鎖定一根“繡花針”。
20世紀90年代初，國內(nèi)某實驗基地提出研究矢量脫靶量測量系統(tǒng)的需求，要求做出一個空間上幾乎全方位的測量雷達，能夠測量出高速運動物體與目標交匯的方向和距離。毛二可勇?lián)厝?，帶領(lǐng)團隊全力投入攻堅。
“實驗遇到的一大關(guān)鍵性難題在于，解決高速運動物體與目標交匯實驗的成本問題?！笔芸陀^條件限制，在前期實驗場景中使用實物是不可能實現(xiàn)的。
怎么解決實驗條件受限的問題呢？頭腦靈活的毛二可在當時創(chuàng)造性地想出了不少“土辦法”。比如，用“打彈弓”的方式進行模擬實驗。他們制作出一米多寬的大型彈弓，發(fā)射大鋼珠作為運動目標，進行雷達跟蹤實驗。彈珠的大小類似老年人的手部健身球，速度可達每秒數(shù)十米，既能保證實驗效果，又降低了實驗成本，讓項目順利進行。
后期為了模擬實驗數(shù)據(jù)更真實可信，團隊使用移動速度每秒數(shù)百米的實驗火箭作為移動目標進行監(jiān)測。
“那時候老師已經(jīng)年過六十，還堅持親力親為，跟我們一起到郊外做實驗，一干就是一天?！泵傻囊幻麑W生回憶，每當實驗進入瓶頸，研究進展困難時，毛老師總是鼓勵大家：我們的原理沒問題，堅持下去肯定能成功?！澳欠N對待科研的從容和篤定，給我們每個人都吃了‘定心丸’。”
經(jīng)過8年的不懈努力，課題組突破了層層烏云，終于完成了雷達定型。如今，這個項目已被發(fā)展為國家重點領(lǐng)域的系列設(shè)備，為國家科技事業(yè)發(fā)展注入新的力量。
學人“下?！狈床缚蒲?/strong>
毛二可與雷達所年輕師生在實驗室
隨著研究項目的增多，雷達所的規(guī)模越來越大。物資采購、機電設(shè)備加工、質(zhì)量管理等一系列職能需要投入更多的人力和物力?！按罅康目蒲腥蝿?wù)讓團隊人手日漸緊張，大家像‘救火隊員’一樣，一個項目還沒驗收，另一個項目又立項了。”怎么解決雷達所的運行問題？毛二可想到了創(chuàng)立公司——用掙來的錢去招聘急需的人才，反哺科研項目的運轉(zhuǎn)。
“我們的初衷不是掙錢，是為了解決迫在眉睫的人才問題。”毛二可說，讓做學問的人開公司，這個想法在研究所內(nèi)部引起了巨大的震動。有人支持，有人反對，還有人打“中立牌”。大家各執(zhí)一詞，莫衷一是，事情一討論就是好幾年。
“這個事不下決心，就辦不起來，人才問題就解決不了?！逼剿刂t和的毛二可在開公司這件事上展現(xiàn)出了過人的魄力，他力排眾議，“拍板兒”決定牽頭成立一家產(chǎn)學研一體化的企業(yè)——理工雷科。研究所負責基礎(chǔ)研究、原理性試驗，公司實現(xiàn)工程化，做出正式產(chǎn)品。
如今，產(chǎn)學研一體化的企業(yè)體制已在全國眾多高校普及推廣，并日益成熟。但在當時，“下?！鞭k公司的人在全國高校里尚屬“敢吃螃蟹”的勇者。而毛二可帶隊創(chuàng)辦的這家企業(yè)，不僅成功解決了科研人才短缺、配置不合理的問題，還成為中關(guān)村乃至全國知名的高?？萍汲晒D(zhuǎn)化典型案例。
走進位于北京理工大學國防科技園雷科公司的展廳，一個個不同領(lǐng)域的科技項目展現(xiàn)著前沿科學技術(shù)轉(zhuǎn)化、落地的傲人成果。機場鳥情探測預(yù)警雷達、機場跑道異物檢測系統(tǒng)、邊坡變形監(jiān)測雷達……眾多基于毛二可團隊國家重點領(lǐng)域科技研究成果轉(zhuǎn)化而成的產(chǎn)品找到了更多的應(yīng)用領(lǐng)域，成了與人們生活息息相關(guān)的重要應(yīng)用。
劉峰是理工雷科的董事長，也是毛二可的學生，曾獲國家發(fā)明二等獎。他從2009年12月公司成立，就扛起公司的領(lǐng)導(dǎo)重任，至今已11年了。
“眼前這個機場鳥情探測預(yù)警雷達，不僅應(yīng)用了毛老師團隊的科研技術(shù)，它的各個部分也都由毛老師參與設(shè)計?！眲⒎褰榻B，在沒有這項技術(shù)之前，機場普遍采取人工或物理的手段驅(qū)趕飛鳥，“不僅浪費人力，而且不夠周全，畢竟以人的視力最多只能看到二三百米遠處?！倍@款以雷達探測的鳥情預(yù)警系統(tǒng)，不僅能識別飛鳥的距離、方位、高度、速度等信息，還能對飛鳥的大小、種類、到達時間、威脅程度進行警報，從而降低飛機被鳥擊的風險。“鴿子大小的鳥類，在十公里內(nèi)都能‘看’得清清楚楚。”
在這款探測雷達系統(tǒng)的設(shè)計過程中，毛二可對團隊的指導(dǎo)起到了重要作用。“2019年，我陪同毛老師出差。坐飛機的兩個多小時里，我將這款鳥情探測雷達的設(shè)計思路向毛老師詳細匯報了一遍。當時，毛老師聽得非常認真。”劉峰回憶，出差回京后，毛二可專門把他叫到了辦公室。“他說，聽了我的方案，他認真地思考了兩天時間，將許多地方進行了調(diào)整和優(yōu)化。然后，拿出了全套的優(yōu)化方案?！?/p>
劉峰說，如今這款雷達系統(tǒng)，從外形到內(nèi)容，都深刻體現(xiàn)著毛二可的設(shè)計理念。比如，根據(jù)毛二可的建議，系統(tǒng)采用他近年來深入研究的合成寬帶多普勒原理，來識別微動的特性?！斑@種微動的特性體現(xiàn)在鳥類的身上就是它們振翅的頻率?！眲⒎暹M一步解釋，對于高速運行的飛行器來說，鳥類的運動是微小的，一般的雷達很難識別。而采用合成寬帶多普勒原理，則可以通過振翅的頻率和特點來識別飛鳥的類型。該系統(tǒng)即將在全國各大機場推廣應(yīng)用。
另一項邊坡變形監(jiān)測雷達則可以實時監(jiān)測山體、礦山堆料的位移情況，及時發(fā)現(xiàn)坍塌、滑坡風險的苗頭，提高安全保障?！霸谶@個項目試驗的過程中，年過八旬的毛老師曾多次親自到地處偏遠、條件艱苦的內(nèi)蒙古錫林浩特露天礦區(qū)、重慶三峽壩區(qū)等地考察指導(dǎo)。”劉峰介紹，如今，該系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于我國多個礦山、水庫、橋梁隧道、鐵路和城市建筑，曾多地多次成功預(yù)警滑坡現(xiàn)象，還應(yīng)用于九寨溝景區(qū)生態(tài)修復(fù)長期監(jiān)測項目中。
2019年8月，85歲的毛二可在騎自行車上班途中不慎摔傷，并進行了股骨關(guān)節(jié)置換手術(shù)。但這位高齡院士并沒有因此停下科研的腳步。理工大學的師生依然能夠看到這位瘦削的老人，每天駕駛電動輪椅準時來到研究所上班。
“毛老師對科研的這股子堅持勁兒，鼓舞了我們幾代‘雷達人’?！眲⒎逭f。
而毛二可卻說，認認真真做好科研工作，這是每一名科技工作者的職責所在。
