人物 他们,给地球造了台“CT仪”( 二 )


用国产传感器在飞机飞行中测出10-6g量级的微弱重力异常,其难度相当于在颠簸的车辆中去测车内设备一根头发丝1/100的位移,这可能吗?
完全可能!当他们将国产加速度计安装到优化设计了的仪器中,测出了比传感器出厂精度指标还要高的精度时,连厂家都无法置信,“这相当于用卷尺测出了游标卡尺的精度 。”
千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金 。2009年,团队终于研制出第一代具有完全自主知识产权的捷联式航空重力仪工程样机——SGA-WZ01,精度达到了1.5mGal/5km,这标志着我国成为继俄、美、德之后第四个研制出捷联式航空重力仪的国家 。
2012年8月,应丹麦技术大学的邀请,吴美平教授带领三名团队骨干师生,携带SGA-WZ01飞赴丹麦,参加北极格陵兰岛航空重力联合科学实验,这是我国自主研发的重力仪在国际舞台上的“首秀”,每个人既满心期待又压力山大 。
人物 他们,给地球造了台“CT仪”
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令人骄傲的是,这台“独苗”不负众望,完美完成8个架次7500km的飞行试验 。当电脑屏幕上显示出飞行试验重力数据初步处理结果的一瞬间,欢呼声沸腾起来,国际测地协会副主席Rene Forsberg教授也微笑着竖起了大拇指,“这才是真正意义上的航空重力测量仪器!”
科研之路,境无止境 。17年来,在提高重力仪精度与分辨率、拓展重力仪环境适应性、实现重力仪小型化的征途中,团队一直在“爬坡过坎” 。如今,团队已经拥有四种型号的捷联式重力仪,可分别应用于陆地、航空、海面、水下等不同区域 。近两年,“不满足”的他们又把“主意”打到了无人机上 。今年5月,团队在敦煌成功开展了国内首次无人机航空重力测量试验 。
当被问及为何“永不满足”时?他们这样回答:“除了国土疆域,每个国家还有技术疆域 。技术疆域越大,受制于人的地方越少,国家的‘腰杆子’就越硬,国际认可度就越高 。这些年我们所做的事,就是要为扩大我国的技术疆域贡献一份力量 。”
挑战极限:向南极与珠峰进军
2019年11月17日,上海地质码头,两套新型捷联式重力仪被封装进“雪龙号”科考船的大舱 。它们将与团队的曹聚亮研究员一起,横跨半个地球,直抵南极中山站,加入我国第36次南极科学考察队固定翼飞机队 。
此次携带自主研制的重力仪挺进南极,不光是全校科研团队首次南极科考,更是在全国此领域开了先河 。
人物 他们,给地球造了台“CT仪”
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“在南极高纬度和极低温的环境条件下,惯导系统初始对准精度下降,自研的捷联式重力仪精度和可靠性如何,能否顺利完成测量任务?”纵然对自家的设备信心满满,但一想到即将面对的是南极特殊的地理位置和恶劣的气候环境,大家心里难免捏了把汗,手上的准备工作也加快了进度 。
哪知,计划赶不上变化 。试验伊始,就遇上了电源不足的问题 。出于安全考虑,重力仪在飞行过程中不接入飞机机载供电系统,只能用自带电源 。可“一旦开启实验,设备不能断电,而携带的UPS不间断电源在低温下仅能够续航5个小时,飞机一架次8个小时,剩下的3个小时去哪里找电源呢?”
思来想去,曹聚亮找到了解决之道——改装UPS 。在队友的协助下,他将UPS充放电回路分开,提高供电效率,现场制作了一个24V/100AH的超级“充电宝”,充满电后可保证重力仪工作10h以上,解决了实验电源不足的问题 。
可飞行试验期间,机载的测冰雷达又出了故障,功放报警,信号无法发射出去 。飞行高度不断攀升,高原反应也愈加剧烈,精通电气系统的曹聚亮只能一边吸着氧气,一边协助定位故障原因并进行临时性修复,保证了科考任务的顺利完成 。
人物 他们,给地球造了台“CT仪”
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就这样,在长达三个月的南极科考期间,曹聚亮独自一人超额完成捷联式重力仪的各项测量任务,首次成功获取了南极伊丽莎白公主地、埃默里冰架区域的第一手重力场数据 。这是我国自主研制的航空载荷首次实现在南极的应用示范,对拓展自主载荷应用和提升我国南极考察监测能力有重要的意义 。
在海上漂泊了43天后终于回到了上海,正赶上国内疫情肆虐,曹聚亮被滞留在了上海隔离 。隔离期满的前一天,五个月未归家的他,接到了保障捷联式航空重力仪珠峰测量任务的命令 。

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