在创新的过程中
遇到难题不能畏惧
要昂首向它走去
用心去完成那看来是不可能的工作
只要你对自己有无比的信心
能坚持，能注重每一个细节
就一定办得到
五十多年前，我从西安交通大学毕业，分配到中国科学院物理所的五室工作。五室是低温超导研究室，洪朝生先生是研究室主任。这个室的低温技术方面的研究队伍，就是后来的低温中心以及我们现在的理化所的低温技术工作的主要的基础力量。
记得刚开始参与的主要的科研工作，是为航天部研制KM4卫星地面模拟实验的20K（-253℃）低温制冷系统。这个系统的核心设备是氦气透平膨胀机。因为氦气的声速比空气声速要高得多，因此透平必须工作在极高的转速，而通常的轴承都承担不起这样高的转速，这就必须采用气体润滑轴承。但在我们研制气体轴承透平的实验过程中，转子升到较高转速时，总是发生轴与轴承磨损的情况。
后来，我想到了在轴承内壁的供气小孔上增加气室的办法。但这种办法，在国外只有用在止推轴承上来增加推力，它是否能用在径向轴承上来增加稳定性，还没有先例。我就把想法告诉了洪先生，他鼓励我要敢于创新，要我先好好研究一下轴承损坏的机理，看这种方法是否有效，最后要用实验来证明。
我按照他的意见，认真分析了转轴在气体轴承中发生涡动原因，确认改变供气孔的结构就可以推迟涡动的发生，最后设计出了适当的气室尺寸，程先凤同志又想出了一个很巧妙的加工方法。在其它方面，我们也都做了改进。 最终,实验成功了！我记得很清楚，那是在1976年4月初，我们正在现场，听到了周恩来总理逝世的消息，大家强忍悲痛，坚守岗位，顺利完成了卫星的地面模拟实验。此后，在我国第一颗通讯卫星的实验中，这套装置也起到了重要的作用，受到航天部门的嘉奖。
实验卫星正在吊装进入KM4低温制冷的实验舱
随着研究工作的深入，为了满足航天部门实验工作的进一步需要，要研制更高转速的氦气透平膨胀机。当时，英国的Sixsmith研制成功了一种气体轴承，它巧妙的利用电路上电阻和电容相配合的原理，把气体在轴承间隙中的流动阻力看作电阻，又在轴承中加工出哑铃状空腔，让它起到类似电容的作用，这样，就能有效地抑制转轴在轴承中的涡动。而这种转轴中心围绕着轴承中心发生“公转”的涡动，对高速旋转着的透平是致命的。我们就想也试着研制这种气体轴承。
有一次洪朝生先生要我和他一起，陪来访的英国南安普敦大学的Scurlock登长城，我就顺便把这个想法告诉了洪先生，但他并不赞成。他说的一番话，对我此后一生的研究工作,都产生了重要的影响。他说，科学院主要是要做新的研究工作，那些别人已经做成功了的，我们不一定要跟着做，那些应该主要分工给工业部门的研究所去做。听了他的话，我的头脑一下子清晰了：“科学院主要要做那些别人没有做过或没有做成的研究工作。”
左为洪朝生，右为杨克剑
正是在这种“要创新”的思想指导下，我们课题组首先提出了用斜缝进气来抑制涡动的方案，并研制成功外压的斜缝进气式气体轴承。此后，在1980-1982年，我在英国做访问学者时，又研制出一台槽型自作用气体轴承的微型透平实验样机，达到了每分钟42万转，这是当时世界上最高转速的透平。
回国后，我们又先后研制成功槽型自作用气体轴承和槽型动静混合式气体轴承透平，并成功地应用在航天部门的KM3卫星地面实验的低温系统中。我和课题组的王群、张武、王文川、田红旗、陆文军等同志多次参加了各种型号的卫星实验，满足了我国航天工程的需要。我们制造的气体轴承透平膨胀机还出口到多个国家，还是美国PRAXAIR公司指定的使用产品。
我们还在国内率先提出发展天然气液化（LNG）技术。1992年，我们主持了国家重点工业性实验项目“天然气液化及应用示范工程”，创新研制了第一台用气体轴承透平制冷的液化天然气装置；同时还研制了具有我们自己特点的国内首套低温液化天然气汽车（LNG汽车）的供燃系统。当时我们科学院院长周光召还观看了我们的LNG汽车，并赞扬了我们的工作。我们又为国内不同的油气田做出了天然气液化的设计方案，并和有关单位合作，建造了国内第一个全部采用国产设备的天然气液化工厂。这些工作，都推动了国内天然气液化技术的发展。课题组先后获得了科学大会奖、科学院科技进步二等奖、国家科技进步三等奖等奖项。
1997年，原科学院院长周光召、李政道博士、邓楠等参观LNG汽车
煤矿瓦斯气是极易发生燃烧和爆炸的气体，瓦斯爆炸造成了不少矿毁人亡的严重事故。为了煤矿的安全生产，当时很多煤矿都采取了强制抽放瓦斯气的办法，但是排放的瓦斯气，又造成了严重的大气污染。我们就想到了用低温分离的办法，把瓦斯气里的可燃性气体-甲烷分离出来，这样既可以避免大气污染，又能变废为宝、生产出天然气，企业也能取得经济效益。
刚开始不少人都为我们捏了一把汗，说瓦斯气太危险。但是要创新，做前人没有做过的事,就一定会有风险,如果没有风险，人人都会做，问题早就解决了。小风险做出小创造，大风险做出大创造，不冒风险，那就什么创造也做不出来。当然,冒风险也不是盲目的，“要大胆，要谨慎”。
我们课题组明知山有虎，偏向虎山行。因为，只要我们掌握了瓦斯爆炸的规律，在设计上一步一步地规避掉瓦斯燃烧爆炸的几个要素，就不会有问题。经过了层层攻关和不懈的努力，最终我们在山西建造的一个工业性实验装置实验成功了！1997年8月5日凌晨2点钟，当甲烷纯度在99%以上的液化天然气，开始向低温储罐中注入时，大家都欢呼起来。
所里打电话询问实验情况，我接电话时声音都哽咽了。这是世界上第一台用低温分离的方法直接从瓦斯气里分离、生产出液化天气的装置，是课题组全体成员不怕艰险，坚持创新的结果。
实验的成功在社会上引起了很大反响，推动了煤矿瓦斯气应用技术的发展。时任国务院秘书长的华建敏同志在相关批示中对这项成果给予高度评价。
瓦斯气分离生产液化天然气实验装置
此后我们课题组张武、王文川等又进一步开发了多种化工尾气的分离回收装置，科技创新的路子越走越宽广。
所以，在创新的过程中，遇到难题不能畏惧，要昂首向它走去，用心去完成那看来是不可能的工作，这是办得到的。只要你对自己有无比的信心，能坚持，能注重每一个细节，就一定办得到。
今天，我高兴地看到，我们理化所科技创新的成果层出不穷，许多年轻的科技人才不断涌现。真是“长江后浪推前浪，一代新人胜旧人”。我相信，今后我们理化所的科研工作一定会继续坚持科技创新的思想，一定会取得越来越多、越来越好的成果，为我们敬爱的祖国做出我们更大的贡献！
作者：杨克剑
理化所研究员（退休）
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