白志玲 | 行遠(yuǎn)自邇，踵事增華

猛然破裂為“爆”，火力迸發(fā)為“炸”，二者相結(jié)合總是能讓人第一時間想起極具殺傷力的武器與十分慘烈的戰(zhàn)爭場面。殊不知，“爆炸”或可指向戰(zhàn)爭，亦可守護(hù)和平——1964年10月16日，新中國“第一朵蘑菇云”升空，自此，不僅外敵再難來犯，核能的開發(fā)利用也在同一時期成為可能。創(chuàng)造出這歷史一刻及繼往開來新時代的科學(xué)支撐，正是1962年，錢學(xué)森院士與鄭哲敏院士在中國科學(xué)院組織建立的全新學(xué)科——“爆炸力學(xué)”。60余年后，北京理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院特別副研究員白志玲從前輩手中捧過接力棒，力爭通過研究爆炸的發(fā)生發(fā)展規(guī)律及爆炸力學(xué)效應(yīng)的防護(hù)與利用，踐行“用知識豐滿國防羽翼”的時代使命。時光荏苒，隨著科技水平的不斷提升，無論是人員配置還是實驗設(shè)備較之當(dāng)年都已大相徑庭，但不變的卻是行業(yè)中人的一顆愛國初心。“強(qiáng)國進(jìn)而守護(hù)和平是一篇大文章，因此我不敢奢望能與前輩比肩，只希望站在巨人的肩膀上篤行致遠(yuǎn)，獻(xiàn)上自己的一份綿薄力量?！卑字玖嵴f。

金戈鐵馬的余音

白志玲本沒有想到，自己會走上這樣一條“硬核”的研究道路。與北京理工大學(xué)（簡稱“北理工”）爆炸力學(xué)專業(yè)結(jié)緣最初只因其聲名在外，“我是沖著這張‘王牌’而來。”白志玲坦言。但4年的力學(xué)研究系統(tǒng)訓(xùn)練卻讓她日益萌發(fā)出接續(xù)探索的念頭，“越學(xué)越覺得前路廣闊，越接觸越感到大有可為”，這是她對學(xué)科的評價，也是讓她扎根于此十?dāng)?shù)年的根本原因。

▲白志玲

不過，在開啟博士階段研究之前，白志玲的主研方向一直是生物力學(xué)。彼時她師從恩師季葆華教授，“季老師敏銳的學(xué)術(shù)洞察力、嚴(yán)肅的科研態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)精神及精益求精的工作作風(fēng)都深深地影響著我，潛移默化地訓(xùn)練了我日后從事科教工作的基礎(chǔ)素養(yǎng)，令我受益終生”。然而，隨著科研工作的推進(jìn)，白志玲發(fā)現(xiàn)自己在理論建模方面雖有所突破，但實驗及測試技術(shù)能力仍是短板，于是博士階段她輾轉(zhuǎn)進(jìn)入恩師段卓平教授的科研課題組，也自此叩開了爆炸力學(xué)研究的大門?！安豢煞裾J(rèn)，段老師是一位嚴(yán)師?！卑字玖崛绱苏f，但她隨即補(bǔ)充：“段老師‘嚴(yán)’在學(xué)術(shù)，‘嚴(yán)’在律己，而非苛以待人。從段老師身上，最直觀的收獲便是對待實驗策劃、試驗件圖紙、測試技術(shù)細(xì)節(jié)等各個重要環(huán)節(jié)的嚴(yán)謹(jǐn)性。他總說，正是無數(shù)個最平凡不過的細(xì)節(jié)，才構(gòu)建起了‘不平凡’的科研?！?/p>

2016年，白志玲跟隨段卓平教授參與了“飛片沖擊起爆高能鈍感高聚物粘結(jié)炸藥的實驗研究”，正式揭開了她與科研項目“交鋒”的序章。在百余個殫精竭慮的日夜之后，她發(fā)表了人生第一篇爆轟物理學(xué)領(lǐng)域文章。為了對比奧克托今（HMX）基和三氨基三硝基苯（TATB）基高聚物粘結(jié)（PBX）炸藥沖擊起爆爆轟建立過程的差異，她與導(dǎo)師聚焦于高能鈍感炸藥的爆轟成長特性的研究過程，采用火炮驅(qū)動鋁飛片實現(xiàn)平面沖擊加載，建立了一維拉格朗日錳銅壓阻實驗測試系統(tǒng)，不僅探明了兩種炸藥沖擊起爆爆轟成長過程中，不同的拉格朗日位置處壓力變化歷史，還基于所得數(shù)據(jù)，標(biāo)定了高能鈍感PBX炸藥的反應(yīng)速率方程。

舊日金戈，今日科技，在爆炸力學(xué)研究中耕耘的時間越久，白志玲越深刻地感知到科技洪流汩汩向前，釋放出催人向上的磅礴偉力?！扒О倌昵叭藗円暠ㄐ晕淦鳛楹樗瞳F，認(rèn)定誰掌握了爆炸原理誰就是摧毀和平的巨大威脅，但今時不同往日，依托科學(xué)，我們可以正確認(rèn)知爆炸是一種釋放能量的物理過程，從而將爆炸力學(xué)這種介于流體力學(xué)、固體力學(xué)乃至化學(xué)之間的交叉融合研究方法，更廣泛地應(yīng)用至武器研制、交通運(yùn)輸、水利建設(shè)、礦藏開發(fā)、機(jī)械加工、安全生產(chǎn)等關(guān)乎民生的方方面面，將‘鐵馬金戈的余音’轉(zhuǎn)換為‘逐夢和平的駝鈴’?！卑字玖嵴f。

挖掘安全之要訣

正如白志玲所言，多年來，北理工機(jī)電學(xué)院瞄準(zhǔn)國家重大戰(zhàn)略需求，依托在國防領(lǐng)域和兵器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的獨(dú)特優(yōu)勢，在武器裝備等國防領(lǐng)域和柔性防爆、煙花民爆、含能材料等民用領(lǐng)域均取得重大成就，對拓寬世人對爆炸力學(xué)的認(rèn)知疆域起到重大作用?！傲⒆阌谶@樣的平臺之上，我感覺很幸運(yùn)?！彼f。

2019年，白志玲伴著中華人民共和國成立70周年慶的歡騰氣氛開啟了自己獨(dú)立承擔(dān)科研工作的人生新篇。閱兵儀式上，由北理工機(jī)電學(xué)院參與研制的30余型武器裝備熠熠生輝。光芒掩映之下，白志玲等初出茅廬的莘莘學(xué)子面臨著更多的壓力和挑戰(zhàn)?！爱?dāng)時工作很多、項目很多、方向也很多，本來遇上這樣的機(jī)遇時期能夠錘煉自己是一件極其值得慶幸的事，但機(jī)遇的井噴卻同時讓我看清了自身的不足，我無法像我身邊的導(dǎo)師、前輩那樣如魚得水，以所學(xué)報國。單是寫材料、做實驗、帶新人等‘多線并行’的生活已經(jīng)讓我疲于應(yīng)付，就別提靜下心來深入挖掘力學(xué)奧秘了?！苯箲]時期，巨大的不安與不自信籠罩著白志玲，但她卻從未有過在科研工作上打退堂鼓的念頭，“畏難者只會一蹶不振，迎難而上者才能越挫越勇”的信念支撐著她逐步磨去自身的青澀稚嫩，最終化為銳意進(jìn)取的奔騰后浪。

▲2023年11月，白志玲（前排左四）與段卓平教授及科研團(tuán)隊在某試驗場生活區(qū)集體合影

2021年恰逢“十四五”開局之年。這一時期，我國正處于百年未有之大變局的深度調(diào)整期、百年未遇之大疫情持續(xù)影響期和“兩個一百年”奮斗目標(biāo)的歷史交匯期。3個百年大局相互疊加、交互作用，塑造了新時期我國社會發(fā)展錯綜復(fù)雜的時代背景，也凝聚起了國人“乘風(fēng)破浪開新局”的決心與力量。身處洪流之中，白志玲也希望憑借自己多年來的潛心鉆研與沉淀，肩負(fù)起時代賦予青年學(xué)者“勇拼搏、敢擔(dān)當(dāng)”的責(zé)任。以“強(qiáng)約束固體炸藥燃燒裂紋網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)演化模型研究”為切入點，依托北理工爆炸科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室的平臺，她和團(tuán)隊為量化反應(yīng)烈度、保障炸藥安全交上了高分答卷。

“為攻克約束裝藥非沖擊點火后反應(yīng)演化調(diào)控理論建模難題，那個時候我和段老師幾乎駐扎在辦公室里，外面疫情比較嚴(yán)重，也經(jīng)歷了挺多困難。”再提舊日，白志玲已是風(fēng)輕云淡。據(jù)她回憶，當(dāng)時最大的困難當(dāng)屬人手短缺，“因為人員流動不便，整個模型建立過程中，細(xì)節(jié)討論、推翻后重新構(gòu)建、程序調(diào)試、數(shù)據(jù)整理、結(jié)果驗證等工作歷時近3個月。雖然過程不是一帆風(fēng)順，但結(jié)束之后我從中獲得的成就感也是前所未有的，很感恩也很慶幸自己能遇到這樣的老師和這樣的項目?！卑字玖嵫a(bǔ)充道。在實驗中，他們得出了一系列創(chuàng)新性結(jié)果，為彈藥在意外刺激下的安全性設(shè)計和烈度量化評估提供了理論基礎(chǔ)。

值得一提的是，項目的完成也為白志玲之后聚焦重點提供了靈感，循著彈藥安全設(shè)計的研究脈絡(luò)，她向鈍感高能炸藥的沖擊起爆機(jī)理研究、構(gòu)建寬適應(yīng)范圍反應(yīng)速率模型毅然“亮劍”。

“隨著現(xiàn)代軍事作戰(zhàn)平臺的發(fā)展，武器彈藥的安全性間接決定著高價值作戰(zhàn)平臺的生存力和戰(zhàn)斗力。因此，發(fā)展鈍感高能炸藥是當(dāng)今重要的技術(shù)途徑，如HMX/TATB混合基高聚物粘結(jié)炸藥（PBXs）和2，4-二硝基苯甲醚（DNAN）基熔鑄炸藥等，是近年安全彈藥裝藥發(fā)展的重要方向。炸藥裝藥的起爆感度是彈藥的重要性能指標(biāo)之一，研究鈍感高能炸藥沖擊起爆機(jī)理是了解其起爆感度和安全性能的關(guān)鍵，寬適應(yīng)范圍反應(yīng)速率模型是彈藥安全性設(shè)計和數(shù)值評估的理論基礎(chǔ)，具有重要的學(xué)術(shù)意義和實際應(yīng)用價值?！卑字玖峤榻B道。

但鈍感高能炸藥的沖擊起爆過程作用機(jī)理極為復(fù)雜，目前研究人員對沖擊起爆的“熱點”機(jī)制研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，現(xiàn)有反應(yīng)速率模型考慮“熱點”機(jī)制單一、適應(yīng)性差，不能有效地預(yù)估其起爆感度?！扳g感高能炸藥作為一種典型的非均質(zhì)固體炸藥，其沖擊起爆過程非常復(fù)雜，受多種因素的影響，除了炸藥的組成配方、溫度、加載壓力外，與炸藥自身的細(xì)觀結(jié)構(gòu)特征，如炸藥的顆粒尺寸分布、孔洞分布特征等也密切相關(guān)。此外，與其他凝聚炸藥相比，鈍感高能炸藥的臨界起爆壓力更高，化學(xué)反應(yīng)區(qū)更長，沖擊起爆爆轟成長過程更復(fù)雜……”白志玲所列舉的樁樁件件都是其科研道路上需要接連打通的關(guān)卡，而2023年是她承前啟后的全新一年。依托相關(guān)重大課題，她提出了“熱刺激約束DNAN基不敏感熔鑄炸藥裝藥點火后反應(yīng)演化調(diào)控模型”，計劃針對DNAN基不敏感熔鑄炸藥反應(yīng)演化過程給出監(jiān)測方案。

近年來，2，4-二硝基苯甲醚（DNAN）基不敏感熔鑄炸藥的發(fā)展勢頭迅猛，因其具有能量密度高、感度低、耐熱性能好、易于裝填等優(yōu)勢，在不敏感彈藥裝藥中得到廣泛應(yīng)用。但它在慢烤等高溫條件下熔鑄炸藥基體會發(fā)生熔融、相變等現(xiàn)象，產(chǎn)物氣體在液態(tài)組分中易形成高溫燃燒氣泡，同樣值得重視。而這一演化過程涉及氣-固/液耦合、流-固耦合作用等問題，與之前提出的其他燃燒裂紋網(wǎng)絡(luò)模型已不匹配。為此，白志玲與團(tuán)隊只得重新考慮燃燒氣泡云的尺度分布和激活發(fā)展機(jī)制，建立了熔鑄炸藥點火后燃燒氣泡云反應(yīng)演化調(diào)控模型。值得一提的是，這一模型可較好地反映炸藥本征燃燒速率、殼體約束強(qiáng)度、裝藥結(jié)構(gòu)尺寸、預(yù)留空氣隙體積、泄壓孔面積等對裝藥反應(yīng)演化過程和終態(tài)反應(yīng)度的影響規(guī)律，為彈藥熱安全性設(shè)計和量化評估提供了可靠的理論依據(jù)。

另外，針對PBX炸藥，白志玲也依托國家自然科學(xué)基金項目就其沖擊起爆多“熱點”機(jī)制及相關(guān)反應(yīng)速率模型展開研究，目前仍在如火如荼地布局之中，不過她的初步想法已經(jīng)足夠清晰，項目擬針對沖擊起爆微噴射機(jī)制的數(shù)學(xué)表征、多種“熱點”的耦合作用機(jī)制，以及多因素影響的統(tǒng)計“熱點”反應(yīng)速率模型構(gòu)建中懸而未決的問題展開“精準(zhǔn)打擊”。

“如今，武器裝備的安全性已經(jīng)成為各國間武器彈藥研制的底線，同時也是武器彈藥的核心指標(biāo)。因此本著發(fā)展不能‘零敲碎打’，安全不可‘一失萬無’的宗旨，我需要繼續(xù)學(xué)習(xí)、繼續(xù)拼搏，方能不負(fù)時代的囑托、先人的心血。未來，只要最好的‘獵槍’握在自己手中，便是對國家安全和世界和平最有力的維護(hù)與捍衛(wèi)了。”白志玲說。雖然道阻且長，但趕路的人雖苦猶樂?！拔抑豁毿臒o旁騖地走下去，踵事增華，或許未來功成不會在我，但一定有我?！卑字玖嵴f。

專家簡介

白志玲，北京理工大學(xué)特別副研究員、碩士生導(dǎo)師，主要從事爆炸與沖擊動力學(xué)、彈藥安全性設(shè)計與評估相關(guān)研究工作，包括含能材料點火起爆與爆轟機(jī)理、非沖擊點火事故反應(yīng)演化、彈藥安全性設(shè)計、爆炸與沖擊動態(tài)測試技術(shù)等。主持國家自然科學(xué)基金項目、基礎(chǔ)加強(qiáng)計劃重點項目、裝備預(yù)研重點實驗室基金、專項重點項目等課題多項；以第一/通訊作者發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇，申請國家發(fā)明專利7項，編寫專著1部。