[科普中国]-揭秘防护工程背后的高科技：如何飞机洞库防护门获得最强抗力？

【2018年度国家最高科技奖特别策划】

“我们国家是积极防御战略，不打第一枪，不打第一枪意味着我们要挨敌人第一枪，也就是我们军队的指挥机构，我们的导弹、飞机、大炮、坦克，在别人首次攻击的时候要能安全下来，然后才能打第二枪这叫二次反击，所以我们的工程现在非常重要了。”

——2018年度国家最高科学技术奖获得者钱七虎

20世纪60年代末，戈壁深处一声巨响，荒漠升起一片蘑菇云……一群身着防护服的科研人员迅速冲进了核爆中心勘察爆炸现场，钱七虎便是其中一员。

当时他受命进行空军飞机洞库防护门的设计，为了掌握原有的设计方案存在的问题和原因，他专门请求到核爆现场去。他发现核空爆后，飞机洞库的防护门虽然没有被炸烂，里面的飞机也没有受损，但是防护门发生了严重变形导致无法打开。

钱七虎和同事在进行实验

“门打不开、飞机出不去，就无法反击敌人。必须找出问题，进一步优化设计方案。” 钱七虎首先想到的是改良传统手算模式，使用先进计算理论和设备。那个时候，有限单元法作为一种工程结构分析问题的数值分析方法刚刚兴起，他决定，用这种方法解决飞机洞库门的计算问题，这在当时的国内尚属首次。

当时先进的计算设备是晶体管计算机，他们团队从未接触过。经过辗转协调，他们可以到地方少数大型科研单位借用这样的设备。面对巨型计算设备，团队拿到的只有一本操作手册。当时那一本上机手册，实际上就是一个大的说明书，团队的人看着像“天书”。钱七虎之前自学了计算机的基础理论，但是也从未上机操作过，他把自己关在房间里啃“天书”，两天后，当他再次站在团队人员面前，说的第一句话就是，“可以上机操作了”。两天时间，他不仅看懂了，而且开始编写大型防护结构的计算程序。

钱七虎用有限单元法进行工程机构的计算，解决了大型防护门变形控制等设计难题。为了缩短开关防护门的时间，他还创新提出使用气动装置升降洞库门。面对厚重的大门，实验一次次宣告失败。钱七虎说：“气动实验做了几十次，整整做了一年，失败了总结一下，就接着准备下一次实验，每一次实验过程都是学习提高的过程。不知道的东西经过学习变成知道的，那是十分愉快的事情。”

那段时间，他经常睡在办公室，为了赶时间啃馒头吃咸菜也是常有的事。历时2年多，钱七虎成功设计出当时国内跨度最大、抗力最高的飞机洞库门，那一年，他38岁。

在研制防护门过程中，他出版了专著《有限单元法在工程结构计算中的应用》，获得1978年全国科学大会重大科技成果奖。

人物简介

钱七虎，1937年10月出生，江苏昆山人，防护工程专家，中国工程院院士，陆军工程大学教授。60余载从事防护工程研究和人才培养工作，建立了我国现代防护工程理论体系，解决了核武器空中、触地、钻地爆炸以及新型钻地弹侵彻爆炸等若干工程防护关键技术难题，对我国防护工程各个时期的建设发展做出了突出贡献。曾获得全国科学大会重大科技成果奖、国家科技进步奖一、二、三等奖各1项，军队科技进步奖一等奖2项以及军队重大技术贡献奖、何梁何利基金科学与技术进步奖等。

奋斗一甲子，铸盾60年。作为我国现代防护工程理论的奠基人、防护工程学科的创立者、防护工程科技创新的引领者，为国设计打不烂、炸不毁的“钢城坚盾”是钱七虎一生未曾动摇的目标。他用毕生心血，铸就了坚不可摧的共和国“盾牌”，赢得了我国科技领域的最高奖项——国家最高科学技术奖。

划重点

什么是飞机洞库？

飞机洞库亦称“坑道式机库”。利用机场附近适宜的山体掘洞构筑的飞机防护工事。是防护飞机免遭或减轻敌方袭击造成毁伤的最有效的工程设施。其跨度和高度视存放的机种、机型而定。洞库的容机量从数十架到数百架。通常设有两个不同朝向的飞机出入口,出入口外有拖机道与跑道相连。

国防工程和人防工程有什么关系？

随着高技术空袭兵器的广泛应用，重要经济目标已经成为空袭打击的重点。上世纪九十年代以来，西方军事强国推行所谓“五环目标打击理论”，把重要经济目标列为打击重点，国防和人防紧密相连。

大型的人员防护工程，除具有较高的抗力外，还有防核、防化学、防生物武器和防火、防潮功能及各种生活设备。坚固的楼房、厂房的地下室和矿井、隧道、地下铁道、天然洞穴等，战时均可改建成大型的防护工程。

出品：科普中国军事科技前沿

作者：文风（资深科技媒体人）

监制：光明网科普事业部