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支撐，正是1962年，錢學森院士與鄭哲敏院士在中國科學院組織建立的全新學科——“爆炸力學”。60余年后，北京理工大學機電學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)律及爆炸力學效應的防護與利用，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備較之當年都已大相徑庭，但不變的卻是行業(yè)中人的一顆愛國初心?！皬妵M而守護和平是一篇大文章，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，獻上自己的一份綿薄力量。”白志玲說。

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（簡稱“北理工”）爆炸力學專業(yè)結(jié)緣最初只因其聲名在外，“我是沖著這張‘王牌’而來?！卑字玖崽寡?。但4年的力學研究系統(tǒng)訓練卻讓她日益萌發(fā)出接續(xù)探索的念頭，“越學越覺得前路廣闊，越接觸越感到大有可為”，這是她對學科的評價，也是讓她扎根于此十數(shù)年的根本原因。

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。彼時她師從恩師季葆華教授，“季老師敏銳的學術洞察力、嚴肅的科研態(tài)度、嚴謹求實的治學精神及精益求精的工作作風都深深地影響著我，潛移默化地訓練了我日后從事科教工作的基礎素養(yǎng)，令我受益終生”。然而，隨著科研工作的推進，白志玲發(fā)現(xiàn)自己在理論建模方面雖有所突破，但實驗及測試技術能力仍是短板，于是博士階段她輾轉(zhuǎn)進入恩師段卓平教授的科研課題組，也自此叩開了爆炸力學研究的大門?！安豢煞裾J，段老師是一位嚴師?！卑字玖崛绱苏f，但她隨即補充：“段老師‘嚴’在學術，‘嚴’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、測試技術細節(jié)等各個重要環(huán)節(jié)的嚴謹性。他總說，正是無數(shù)個最平凡不過的細節(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領域文章。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)，標定了高能鈍感PBX炸藥的反應速率方程。

舊日金戈，今日科技，在爆炸力學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，我們可以正確認知爆炸是一種釋放能量的物理過程，從而將爆炸力學這種介于流體力學、固體力學乃至化學之間的交叉融合研究方法，更廣泛地應用至武器研制、交通運輸、水利建設、礦藏開發(fā)、機械加工、安全生產(chǎn)等關乎民生的方方面面，將‘鐵馬金戈的余音’轉(zhuǎn)換為‘逐夢和平的駝鈴’。”白志玲說。

挖掘安全之要訣

正如白志玲所言，多年來，北理工機電學院瞄準國家重大戰(zhàn)略需求，依托在國防領域和兵器科學與技術學科的獨特優(yōu)勢，在武器裝備等國防領域和柔性防爆、煙花民爆、含能材料等民用領域均取得重大成就，對拓寬世人對爆炸力學的認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?！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立承擔科研工作的人生新篇。閱兵儀式上，由北理工機電學院參與研制的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子面臨著更多的壓力和挑戰(zhàn)?！爱敃r工作很多、項目很多、方向也很多，本來遇上這樣的機遇時期能夠錘煉自己是一件極其值得慶幸的事，但機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師、前輩那樣如魚得水，以所學報國。單是寫材料、做實驗、帶新人等‘多線并行’的生活已經(jīng)讓我疲于應付，就別提靜下心來深入挖掘力學奧秘了?！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，最終化為銳意進取的奔騰后浪。

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)展錯綜復雜的時代背景，也凝聚起了國人“乘風破浪開新局”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，肩負起時代賦予青年學者“勇拼搏、敢擔當”的責任。以“強約束固體炸藥燃燒裂紋網(wǎng)絡反應演化模型研究”為切入點，依托北理工爆炸科學與技術國家重點實驗室的平臺，她和團隊為量化反應烈度、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，外面疫情比較嚴重，也經(jīng)歷了挺多困難?！痹偬崤f日，白志玲已是風輕云淡。據(jù)她回憶，當時最大的困難當屬人手短缺，“因為人員流動不便，整個模型建立過程中，細節(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計和烈度量化評估提供了理論基礎。

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，循著彈藥安全設計的研究脈絡，她向鈍感高能炸藥的沖擊起爆機理研究、構(gòu)建寬適應范圍反應速率模型毅然“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今重要的技術途徑，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之一，研究鈍感高能炸藥沖擊起爆機理是了解其起爆感度和安全性能的關鍵，寬適應范圍反應速率模型是彈藥安全性設計和數(shù)值評估的理論基礎，具有重要的學術意義和實際應用價值?！卑字玖峤榻B道。

但鈍感高能炸藥的沖擊起爆過程作用機理極為復雜，目前研究人員對沖擊起爆的“熱點”機制研究遠遠不足，現(xiàn)有反應速率模型考慮“熱點”機制單一、適應性差，不能有效地預估其起爆感度?！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。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，化學反應區(qū)更長，沖擊起爆爆轟成長過程更復雜……”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卡，而2023年是她承前啟后的全新一年。依托相關重大課題，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演化調(diào)控模型”，計劃針對DNAN基不敏感熔鑄炸藥反應演化過程給出監(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)絡模型已不匹配。為此，白志玲與團隊只得重新考慮燃燒氣泡云的尺度分布和激活發(fā)展機制，建立了熔鑄炸藥點火后燃燒氣泡云反應演化調(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、殼體約束強度、裝藥結(jié)構(gòu)尺寸、預留空氣隙體積、泄壓孔面積等對裝藥反應演化過程和終態(tài)反應度的影響規(guī)律，為彈藥熱安全性設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基金項目就其沖擊起爆多“熱點”機制及相關反應速率模型展開研究，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制的數(shù)學表征、多種“熱點”的耦合作用機制，以及多因素影響的統(tǒng)計“熱點”反應速率模型構(gòu)建中懸而未決的問題展開“精準打擊”。

“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。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)學習、繼續(xù)拼搏，方能不負時代的囑托、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與捍衛(wèi)了?！卑字玖嵴f。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。”白志玲說?？?/p>

白志玲

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

專家簡介

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