王艷敏

申強

航展、武器展，哪個展臺最能體現(xiàn)一個國家的軍事發(fā)展水平？問題的答案眾說紛紜，說發(fā)動機的有，說雷達的也有，但是軍事圈有個默認的規(guī)則：導(dǎo)航系統(tǒng)先進，則武器一定先進；導(dǎo)航系統(tǒng)落后，武器系統(tǒng)一定臃腫低能。所以，全世界資深軍事家觀展時有個必看的關(guān)鍵項目，就是：導(dǎo)航儀。導(dǎo)航儀的種類很多，有衛(wèi)星導(dǎo)航儀、激光陀螺儀、光纖陀螺儀、微機械陀螺儀。其中微機械陀螺作為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的基本核心元件，具有體積小、重量輕、成本低等優(yōu)點，在國防軍事領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用需求。

但當前，基于微機電系統(tǒng)技術(shù)（以下簡稱“MEMS技術(shù)”）的高端工業(yè)裝備以及航空、航海用陀螺幾乎全被國外企業(yè)壟斷，同國際先進水平相比，國內(nèi)新品研制及技術(shù)工藝大約落后5～10年。為打破當前困局、趕超國外先進技術(shù)水平，探索MEMS陀螺高精度實現(xiàn)的新方法變成一件迫在眉睫的事情。

為不斷提升MEMS傳感器性能指標，探索科技發(fā)展前沿，西北工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院副研究員申強已在MEMS傳感器技術(shù)領(lǐng)域執(zhí)著鉆研12年，憑著對慣性傳感器——微機械陀螺的系統(tǒng)設(shè)計分析及其高精密測控電路技術(shù)的深刻理解，在這一領(lǐng)域他已收獲了諸多可圈可點的創(chuàng)新成果，為提升我國國家安全水平提供了重要的技術(shù)保障。

扎根西工大 探索最前沿

申強是土生土長的西安人，也是真正本土培養(yǎng)的MEMS陀螺青年學(xué)者，他常說自己很“土”，“土”到除了出差幾乎沒離開過西安，沒離開過西北工業(yè)大學(xué)（以下簡稱“西工大”）。

高考時，雖也想過到外面的世界去看看，在志愿上填報了幾所外省的學(xué)校，但他還是被西工大的提前批次直接錄取了。

本以為自己分數(shù)很高，入學(xué)申強才發(fā)現(xiàn)班里不乏全國各地的高考狀元。在強者如林的氛圍中，對于學(xué)業(yè)，申強不敢有絲毫懈怠。大三時，這個狀元班要進行重新分流，申強被分到了自動化學(xué)院，專業(yè)為測控技術(shù)與儀器，這是西工大的一個特色專業(yè)。師從秦永元教授，申強對陀螺的探索從那時開啟。

“秦教授是我國慣性導(dǎo)航領(lǐng)域權(quán)威，西工大慣性導(dǎo)航專業(yè)的發(fā)展壯大離不開秦教授所做的貢獻。當時老爺子年齡也大了，有幸得到他的指導(dǎo)是非常幸運的事?！碧岬角赜涝淌冢陱姖M是尊敬。“師傅領(lǐng)進門，修行在個人。”在秦教授的指引下，申強逐漸入了門，對所學(xué)的東西也越來越感興趣，為了學(xué)到更多知識，申強決定繼續(xù)深造。

當時機電學(xué)院在做微型陀螺，這與申強本科所學(xué)有關(guān)聯(lián)，于是他決定報考機電學(xué)院的研究生。哪知這一考，申強就再也沒離開過機電學(xué)院，在這里讀完了碩士又接著讀博士。

很多人都覺得讀博士很辛苦，但申強卻沒這種感覺?！耙苍S是當時只想把手上的課題做好，辛苦與否根本不在我的考慮范圍之內(nèi)吧。后來有了比較，我突然感覺原來博士期間我付出了很多?！鄙陱娦χf。

5年博士，申強找到了科研的感覺與狀態(tài)，把手中的研究繼續(xù)做下去是他當時最強烈的想法。有電子與機械工程的交叉學(xué)科背景，還有博士期間的優(yōu)異表現(xiàn)，導(dǎo)師苑偉政教授對他的工作很認可，于是留校成了申強自然而然的選擇。

申強清楚，在高校開展的研究只是萬里長征才剛剛邁出第一步，最后成果能落地應(yīng)用真正回饋到工業(yè)部門、回饋到社會，才能證明自己工作的價值?！鞍咽种械氖虑槔^續(xù)做下去并做好”，堅守這個信念，申強信心滿懷走上工作崗位。

“青椒”初長成“土博士”也有春天

因從沒離開過西工大這個平臺，所以很多“青椒”（網(wǎng)絡(luò)語言，對青年教師的稱呼）遇到的在新環(huán)境的適應(yīng)問題，申強并沒遇到過。因為有學(xué)校、學(xué)院、導(dǎo)師苑偉政教授、副導(dǎo)師常洪龍教授的幫助，申強的工作開展得很順利，對很多“青椒”在論壇或者是公共平臺上寫的一些感受,他并沒有太多感覺。至于那些會分散人精力的培訓(xùn)、考核，申強也是用平常心對待?！拔矣X得無非就是一些考核，一關(guān)關(guān)過就行了?！鄙陱娬f。心態(tài)好加踏實干，工作3年多，憑借出色表現(xiàn)，申強不僅通過了職稱考核，還成為了碩士生導(dǎo)師。

2019年11月，申強被評為2020年度陜西省“青年科技新星”，得知這個消息，申強很高興，因為作為一個本土培養(yǎng)的“土博士”能在強手如林的環(huán)境中脫穎而出實屬不易，這證明了在“洋博士”更受青睞的當下，“土博士”是有生存空間的?！拔耶敃r覺得能出學(xué)校就已經(jīng)很不錯了，因為只西工大報的人就很多，競爭十分激烈。先出學(xué)院再出學(xué)校，再走向全省，誰也不敢保證能最后勝出。我個人的經(jīng)歷說明，只要真真正正去努力，好像結(jié)果都不差?！?申強笑著說。

留校時申強目標很明確，要將自己所做的微機械陀螺實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，目標說出來簡單，但真正落實的過程卻很曲折。

做微機械陀螺涉及多學(xué)科交叉，包括電子、控制、微電子、封裝、制造，涵蓋很多領(lǐng)域的知識。涉及的知識面多了，遇到的困難也會很多。不僅協(xié)調(diào)各領(lǐng)域優(yōu)質(zhì)資源是個挑戰(zhàn)，作為一個“青椒”本身也會面臨很多問題，比如經(jīng)費、人員等，但導(dǎo)師苑偉政教授、副導(dǎo)師常洪龍教授不遺余力的支持，幫助申強解決了這些問題。

留校工作后，申強在實驗室工作的時間比以前更長了，晚上加班到很晚是常有之事。師弟曾開玩笑：“你跟讀博士沒啥區(qū)別，除了領(lǐng)工資?！?/p>

他承擔的國家自然科學(xué)基金青年項目“硅微機械陀螺片上旋轉(zhuǎn)調(diào)制高精度實現(xiàn)方法”已經(jīng)于2020年結(jié)題?！绊椖客七M過程中也會有棘手的問題，但經(jīng)過5年博士訓(xùn)練，我有足夠的心理準備遇到問題不會慌，用科學(xué)的思考、科學(xué)的方式，我們可以把問題解決好。另外，有平臺、團隊的助力，有大家的密切配合和相互協(xié)作，交叉學(xué)科的很多問題都迎刃而解了?！鄙陱娬f。

申強介紹，微機械陀螺作為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的基本核心元器件，具有體積小、重量輕、成本低等特點，在高端工業(yè)及航空裝備、深空探測、深地勘探等國家戰(zhàn)略領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用需求?；贛EMS技術(shù)的固態(tài)波動陀螺因其全對稱結(jié)構(gòu)特征以及潛在的高精度等優(yōu)勢成為國際研究熱點。然而，在當前現(xiàn)有MEMS固態(tài)波動陀螺懸浮可動結(jié)構(gòu)單柱支撐、全對稱工藝修調(diào)、極弱電容轉(zhuǎn)I/V測控等技術(shù)對陀螺性能具有有限提升幅度的情況下，如何釋放突破固態(tài)波動原理對提升陀螺精度及環(huán)境動態(tài)響應(yīng)能力的潛力卻成為制約其發(fā)展的技術(shù)瓶頸。

為破解難題不斷提升陀螺精度，申強在項目中進行了持續(xù)攻關(guān)，并首次提出一種基于MEMS技術(shù)的片上全諧振式聲光耦合固態(tài)波動陀螺高精度敏感機理實現(xiàn)新方法。理論分析表明，諧振式聲光耦合陀螺精度優(yōu)于0.01°/h，結(jié)構(gòu)尺寸僅為2mm×2mm×0.4mm，使得芯片級諧振式聲光耦合固態(tài)波動陀螺突破現(xiàn)有MEMS固態(tài)波動陀螺的精度及環(huán)境動態(tài)響應(yīng)能力成為可能。通過查閱公開文獻報道可知，該方法在國內(nèi)外尚屬首次，這對于探索微納尺度下MEMS固態(tài)波動陀螺高精度實現(xiàn)兼具良好的動態(tài)響應(yīng)能力具有重要的戰(zhàn)略意義，是一項基礎(chǔ)性、創(chuàng)新性、前沿性極強的研究。目前，這一原創(chuàng)方法已得到業(yè)內(nèi)專家們的認可，這讓申強很受鼓舞，因為他離將微機械陀螺實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的目標越來越近了。

此外，由他負責的國家重點研發(fā)計劃子課題“微慣性傳感器及其接口控制電路設(shè)計研究”也在進行中。通過此課題，申強想做國產(chǎn)的設(shè)計平臺?！斑@是系統(tǒng)性很強的一件事，挑戰(zhàn)很大，好在之前我有系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)，還拿過中國機械工程學(xué)會上銀優(yōu)秀博士論文獎。作為之前工作的延續(xù)，目前項目的攻關(guān)還沒有遇到太多的問題，但在產(chǎn)業(yè)化過程中一定會有很多問題。遇山開山，遇水架橋，投入時間精力，用科學(xué)的思路解決問題，即使過程曲折，結(jié)果也不會差?！鄙陱娬f。

未來可期 不負韶華

“我們的微/納米系統(tǒng)實驗室是正兒八經(jīng)白手起家的，1992年苑老師從法國回來后一手創(chuàng)辦了實驗室，當時國內(nèi)誰聽說過微機電系統(tǒng)??！”說起自己所在的團隊，申強很自豪。

由于微機電系統(tǒng)研究在國內(nèi)的起步較晚，所以很長一段時間，從實驗室畢業(yè)的學(xué)生就業(yè)常常遇冷，因為招聘單位不清楚這個研究方向到底是干什么的。在苑老師的帶領(lǐng)下，大家合力開拓創(chuàng)新，實驗室逐漸成長壯大，成為面向全國開放的微機電系統(tǒng)研究和人才培養(yǎng)的重要基地，畢業(yè)生由當初的遇冷變得非常搶手?！奥耦^所在領(lǐng)域去做專業(yè)的事情，并始終如一地做下去，有一天你會突然發(fā)現(xiàn)，自己變得強大了。我們的實驗室就是這樣?！鄙陱娬f。

近10年，實驗室獲得3項國家大獎，“飛行器流動測控靈巧蒙皮技術(shù)”獲2010年度國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎；“微機電系統(tǒng)的泛結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法與技術(shù)”獲2011年度國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎；“航空航天特種MEMS制造技術(shù)及其應(yīng)用”獲2019年度國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。除此，“高精度硅微機械陀螺及其工程化技術(shù)”還獲得2018年陜西省科學(xué)技術(shù)獎一等獎。拿到這些獎，大家很高興，苑老師更高興，因為多年的投入終于獲得了認可，更重要的是通過項目培養(yǎng)了一批能打“硬仗”的學(xué)生。

申強就是通過這些項目鍛煉起來的，目前他研制的高精度硅微機械陀螺工程樣機及系統(tǒng)已在空空導(dǎo)彈、“北斗”導(dǎo)航、空天飛機、新型戰(zhàn)機、艦艇測試等多個重大項目中實現(xiàn)了工程應(yīng)用?？吹綄W(xué)生的成長，老師很欣慰，盡管現(xiàn)在申強已獨立走上工作崗位，但是他的每一次進步，老師都看在眼里。最近，常洪龍教授打來電話說，申強寫材料的文筆越來越好了，思路越來越清晰了。申強說，老師的督促和鼓勵，讓他受用終生。

現(xiàn)在申強也有了自己的學(xué)生，雖然搞研究時他很嚴肅，但在學(xué)生面前他完全是另外一副樣子，正因如此學(xué)生們都管他叫哥。聊天時，他會跟學(xué)生聊各種各樣的問題；做研究，他給學(xué)生充分的自由，只要求兩點：第一態(tài)度，第二努力去做。當看到一個個學(xué)生從混亂的科研“小白”變得越來越有條理、越來越有邏輯時，他心里由衷地高興，他體會到了苑老師、常老師看到自己進步時的那種欣慰。他希望帶著學(xué)生們一起進步。

新冠肺炎疫情期間，學(xué)校雖然沒有安排什么事，但申強卻為自己安排了好多工作，每天都會在實驗室待很長時間。他說：“在高校，我還是一個‘青椒’，又是課題組一個非常重要的成員，就該去舍棄一些休息時間，多做一些事，在人生的這個階段，就應(yīng)該這樣?！?/p>

申強喜歡騎行，從西工大老校區(qū)到秦嶺30多公里，騎行過去是一段非常舒服的距離，每次他都喜歡騎到秦嶺頂上的著名景點“分水嶺”去看看，在這里，秦嶺南邊的水流到長江，北邊的水流到黃河?？吹竭@樣的風景，申強很有感觸，他說：“到達山頂，要一腳一腳把車蹬上去，搞科研也如此，要一步步來，不失去斗志，保持積極的心態(tài)，順應(yīng)大勢，未來總不會太差。”