無悔終身做火藥

吳彪

2020年已是南京理工大學教授肖忠良踏入火炸藥領域的第43個年頭。在南京理工大學求學10年，輾轉山西任職20余年，4年前回到母校任教，對于肖忠良來說這是一次學術游子的回歸。

作為2017年度國家最高科學技術獎獲得者王澤山院士的學生、團隊的核心成員，回歸后的肖忠良以第一完成人獲得2018年度國家科學技術進步獎二等獎，邁開了回歸的第一步。

2020年5月30日，在第四個“全國科技工作者日”上，他又榮獲全國創新爭先獎，被授予全國創新爭先獎狀。這是繼國家自然科學獎、國家技術發明獎、國家科學技術進步獎之后，國家批準設立的又一重大科技獎項。能獲得這一僅次于國家最高科技獎的科技人才大獎，是對他多年著力攻堅克難所做工作的肯定。

但不管是鮮花、掌聲還是榮譽，對肖忠良來說，科研無止境，攀登科技高峰的步伐永不能停。

火炸藥遠不是鞭炮

肖忠良出生在湖北荊州的偏僻山村，“文革”的到來，令其讀書改變命運的路途戛然而止。1977年高考恢復，讀大學的夢想重新燃起，肖忠良匆匆拾起書本補習遺忘已久的語文、政治、數學、物理、化學知識，走進考場并意外中榜。被當時的華東工程學院（現南京理工大學）錄取后，肖忠良學習當時的“炸藥”專業，曾夢想成為一名數學家、物理學家的他，就這樣在機緣巧合之下開始了自己為之傾注一生的職業。

“火炸藥不就是鞭炮嗎？鞭炮還用在大學學習？”入學時曾將所學專業與“鞭炮”聯系起來的肖忠良，經過4年的本科學習，發現這門學科完全不是當初所想的那么簡單。求知欲所使，他參加了研究生考試并順利通過，1982年至1988年師從我國著名火炸藥學家王澤山從事火炸藥學習與研究工作，并順利獲得了工學碩士和博士學位，成為王澤山院士培養的第一位博士。

回憶長達十年的求學歷程，“我本鄉下農民，能上大學備感幸運，十分珍惜時光，不敢有絲毫懈怠，努力求知解惑最終順利畢業，對所學僅達到了有限和膚淺的所知與理解。”肖忠良如實說。

在大學校園的十年熏陶與洗禮，帶給肖忠良的除了基礎知識的積累外，更重要的是認知能力的提高。肖忠良告訴記者，農村出生的他，直至高中畢業，所見皆為農事，接受的只是經驗、現象，感受的只是春、夏、秋、冬四季更替，看到的只是五谷收獲的景象。“十年求學我才知凡事皆有本質性、規律性，而科學研究就是求本溯源、致其所用。當到過許多地方、讀過許多書籍、受過很多教誨之后，我才知世界之大，還有更為廣闊、更高層次、想象力無法觸及的領域。”恩師王澤山的言傳身教，更為他在精神世界建立了一個全新的維度與坐標。他說：“年紀尚輕時，生存為第一需求。從仰止到求學王老師門下，才知老師的生活很簡樸，對物質的要求很低。后來見證老師將全部精力投入到火炸藥研究，獲得國內科技界無數獎項和榮譽，至今雖已耄耋之年但仍耕耘不輟，更是給了我極大震撼，原來人生的價值還能如此度量！”

至今未做完的作業

結束十年大學生活，1988年，肖忠良博士畢業。作為當時火炸藥領域的第一位國家統招統分博士，他被分配到中北大學。此后，他便以火炸藥領域最高學歷的身份踏上了人生的新里程，曾先后任教授、博士生導師、中北大學副校長等職。

在中北大學任職的20多年時間里，雖公務纏身，但他一直堅持進行著相關的教學與科研工作。20世紀90年代，當“雙聘院士”這種聘任方式在國內還未普及時，在中北大學負責學科建設和科研管理工作的肖忠良就聘請了自己的老師，在中北大學專門設立了王澤山院士工作室，不斷向老師請教。“我的工作就是在王老師指導下去做的。”肖忠良坦言。

“一輩子只做一件事”是師門的文化傳承。“老師告訴我們一輩子只要做好一件事就夠了，把一件事情做好、做透，對這個社會、對國家有貢獻就算是不枉此生。”兩次讓肖忠良奪得國家科學技術獎勵的成果，正是老師給他出的題目，他從博士論文開始尋找答案，一直延續至今。

肖忠良告訴記者，身管（槍炮）武器占所有武器數量近80%，高初速、遠射程是武器打得遠、打得狠的標志和未來戰爭的迫切需求。發射藥能量釋放規律是身管武器設計的重要理論基礎與方法，實現能量釋放由慢到快的高漸增性，成為決定武器性能的核心與關鍵技術，也是國際軍械領域核心技術與前沿的發展方向。

由于國內外長期采用幾何形狀尺寸和表面鈍感包覆的傳統方法與技術，能量釋放的漸增性較低、可調節范圍較小，致使武器的射程、威力方面的提高受到了很大限制。

針對發射藥尺寸小、數量多、高壓燃燒環境的特點，肖忠良帶領團隊建立了發射藥與裝藥能量釋放過程函數表達，對能量釋放規律進行了表征，并提出了“發射藥與裝藥能量釋放控制方法”概念，對其內涵和技術體系進行系統闡述；除此還創建了能量釋放規律的特征值Aψ與漸增特性判斷方法，為身管武器設計和評價提供了理論指導。

他們提出的“變燃速發射藥”原理與方法，突破了傳統發射藥采用幾何形狀、尺寸控制能量釋放規律的局限，使能量釋放控制方法的維度由一個增加到三個。從工程實用出發，肖忠良帶領團隊還發明了中心開孔和夾芯層狀兩種變燃速發射藥結構，實現了發射藥能量釋放的高漸增性、大范圍可調節性關鍵性的突破。以此為基礎，他們進一步發明了整體變燃速裝藥結構和隨行裝藥技術，實現了發射藥應用上能量階躍式漸增性釋放。

此外，利用物質相似相容原則，團隊還設計了高/低燃速發射藥配方，并調節其溶劑含量使其在揮發形變過程中具有自緊特性，解決了內外層界面黏結強度、燃燒控制、密度提高、存儲穩定等關鍵技術問題；通過相關模具結構的發明，他們實現了該類發射藥的機械化的擠壓成型加工；并建立了該類發射藥性能的表征與評價方法。

肖忠良介紹，成果中的“變燃速發射藥”技術適用于所有身管武器，在榴彈、炮射導彈中驗證，相比從俄羅斯引進的技術，炮口動能得到大幅度的提高，實現了型號裝備應用。因貢獻突出，成果獲2008年度國家技術發明獎二等獎。

除發射藥能量釋放控制技術外，火炸藥制備工藝技術也是武器發展的核心技術之一，國外很多國家一直對此實行嚴密封鎖。經過數十年的努力，肖忠良和團隊成員在一些關鍵技術突破的基礎上取得了集成和獨立自主創新的成果，突破了高漸增性發射藥工程化制備技術瓶頸，在國內外首次實現了一類發射藥工業化生產與武器的裝備應用。

變燃速、超多孔、端面涂覆是一類具有實用價值的高漸增性發射藥，因為火炸藥具有易燃易爆特點，同時加工過程流道狹窄、物料黏度大、溫度可控制范圍小等，致使加工難度巨大，一直是工程應用技術的瓶頸。

肖忠良帶領團隊，針對上述三種發射藥加工過程中的共性基礎問題，揭示了易燃易爆和高固體含量的發射藥物料的流變規律，物料流動過程和溶劑揮發過程中的力學作用與形變行為，確定了溫度、壓力、助溶劑種類等工藝參數范圍和工程化控制方法。

他們不僅發明了連續物料傳輸、模具結構和工程化生產系列關鍵裝備，攻克了工藝穩定性、產品質量一致性、規模化制備等系列工程化關鍵技術，還設計制造了具有完全自主知識產權的高漸增性發射藥連續化、自動化成套生產裝備，這套裝備包括多個全新、獨立的工藝單元模塊，每個單元工藝過程均連續化、自動化并具有本質安全性，可與現有發射藥生產線模塊式結合或者組合。

肖忠良帶領團隊開展的一系列研究使我國成為唯一擁有一類具有實用價值、燃燒漸增性最高、可調節范圍最大的發射藥技術的國家。目前，該技術已在國內所有發射藥生產企業獲得應用，占大口徑發射藥生產總量的近1/3。

現在，發射藥正在應用于多個型號武器和現役裝備改造中。因技術的突破性創新，成果獲2018年度國家科學技術進步獎二等獎。

其實，除兩次獲得國家科學技術獎外，肖忠良還收獲了國防科學技術進步獎一等獎、二等獎，10多項國防發明專利，5部專著，80多篇論文……30多年的堅持，肖忠良交出的是一份沉甸甸的成績單。追隨老師的腳步，為推動我國的火炸藥在發射裝藥領域實現從世界跟跑到領跑的跨越，肖忠良一直在貢獻著自己的力量。

余生還是火炸藥

作為中國古代的四大發明之一，時至今日，火藥這項古老的發明仍是決定現代武器威力和射程的關鍵性因素，是國家安全的基礎科學與核心技術的重要組成部分。但與航母、坦克等顯性裝備比，這個塞進彈膛里的“小家伙”卻難以被人注意到。火炸藥研究危險、枯燥，從基礎研究到武器裝備應用時間周期長，在該領域需要堅韌與毅力。本科時，肖忠良班上有40多位同學學習火炸藥，如今包括他在內，只有幾人還在堅守。

“這不是說我愿意堅持，早先讀書是為了找一份工作，后邊就靠它維生，我現在做別的也不會啊！”肖忠良笑著坦言，“我們原本就是普通人，就是普普通通在工作、在生活，往大了說是為國家做事，往小了說是為團隊做事，進一步說就是一輩子有事要做。一輩子就這么簡單，不能重復，也不能假設我干別的能干好，工廠能用我們的產品，武器能用我們的技術，我就覺得沒白活、沒白干。如果信天命，就是一輩子就該是這樣的，是各種契合讓我走到了這里。如大江東去一樣，自然結果而已。”

“火藥推動了軍事革命，甚至催生了社會變革”，恩格斯曾這樣評價中國在火藥發明中的首創作用。火藥是從中國經過印度傳給阿拉伯人，又由阿拉伯人和火藥武器一道經過西班牙傳入歐洲。但在后來的世事變遷中，它的發展卻陷于停滯不前的狀態并被其他國家反超，直至中華人民共和國成立，我國的火炸藥學科還沒形成理論與技術體系。20世紀50年代初，通過引進蘇聯的技術，我國才建立了相應的專業及較為完整的火炸藥工業。在很長一段時間里，我國對火炸藥領域的科學認知基本處于學習、引進和消化的階段，技術和產品則處在引進和仿制層面上。后來，經過幾十年的不懈努力，我國已形成火炸藥研發、工業生產、人才培養等方面較完備的體系。改革開放帶來了科學的春天，伴隨著我國經濟實力的增強，知識和技術的創新受到了前所未有的重視。如今，在王澤山等人的帶領下，我國的火炸藥已經從引進仿制進入了自主創新階段，在多個方面達到了世界領先水平。

作為王澤山的弟子，肖忠良對恩師敬佩不已。他說，在很長一段時間里，現代火炸藥的發展中心都在歐洲。直至現在，在火炸藥領域中，王澤山老師從20世紀70年代開始，80年代出版，經30余年創建并不斷完善的“火炮發射裝藥設計原理”是我國原創的理論著作，“低溫度系數發射裝藥與工藝技術”和“遠程等模塊發射裝藥”屬于原創性技術發明，將我國的身管武器性能提升到國際領先水平。

當前，世界新軍事變革的發展及我國國防和軍隊建設的全面推進，都對我國火炸藥行業提出了更高的要求。近年來，國家對火炸藥行業予以高度關注和大力支持，許多科研成果成功應用，產生了許多新技術和新知識，大大促進了火炸藥行業的創新和發展。未來，火炸藥的發展可能成為新世紀中華民族崛起與復興的一個特征標志點。“傳承老師的事業和精神，不辱使命，奮力前行，成為我們這代人的責任與使命！”肖忠良嚴正地說。

為滿足高等教育不同層次人才培養的需要，也為了對火炸藥學科領域最新知識進行展現和知識體系的構建，2015年，肖忠良與國內有關高校教師和研究人員一起商討編寫出版了一套能適應我國新時期火炸藥事業發展的新的火炸藥系列教材與著作。幾經周折，這套系列教材與著作——《火炸藥理論與技術叢書》已被遴選為“十三五”國家重點出版規劃項目，并獲得了國家出版基金資助。在凝聚了幾十年心血，肖忠良負責撰寫的叢書首冊著作——《火炸藥導論》中，他從新的視角探討了火炸藥作為一類特殊能源的本質屬性，從科學認知、工程應用、發展趨勢等方面提出了火炸藥未來發展的新見解，并對新的提法、名詞術語做了規范，對火炸藥知識體系進行歸納與梳理。他說：“火藥是中國的原創，但是后來有一段時間它落后了，需要弄清楚哪些是別人的，哪些是自己的。這樣才知道自己跟別人的差距在哪里，需要從哪些方面突破。”肖忠良深知當今火炸藥領域尚有很多問題亟待解決，而解開這些難題，需要傳承與創新，更需要決心與勇氣。