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戈壁滩的黎明,总是带着一种苍凉而壮阔的美。攻克“跨音震颤”难题的喜悦,如同强心剂,让整个总体设计部的士气空前高涨。
何雨柱的名字,在基地内部不胫而走,这位年轻的总体室主任,用实力赢得了所有“铸剑者”自内心的敬佩。
然而,“”工程这座科技高峰,攀登之路从无坦途。旧的难关刚被踏平,新的、更隐蔽的险阻已悄然浮现。
这一次的问题,出现在导弹的“神经中枢”——制导系统的初始段精度上。
在多次地面模拟和低空抛投测试中,弹载计算机、惯性导航平台和姿态控制系统单独测试时表现完美,各项参数均达到甚至过设计指标。
可一旦进行全系统联合仿真,模拟导弹起飞后最关键的头几十秒飞行,一个诡异的现象出现了:导弹的实际飞行轨迹,与理论弹道之间,出现了一种缓慢但持续累积的偏差。这种偏差并非固定方向,时而偏左,时而偏右,幅度不大,却像一根藏在暗处的毒刺,让最终命中精度变得极不可靠。
负责制导系统的陈总工程师,一位头花白、戴着厚厚眼镜的老专家,已经带着团队熬了十几个通宵,查遍了所有电路图、校验了无数遍软件代码,甚至怀疑是基地特殊的地磁环境干扰,却始终找不到问题的根源。会议室里,气氛再次变得凝重,甚至比上次更为焦灼,因为这一次,问题出在了最精密的“大脑”上,看不见摸不着。
“所有的元器件都经过严格筛选和测试,理论计算模型反复核对了无数遍,找不到任何错误。”陈总工的声音带着疲惫和沙哑,他指着示波器上那些看似规整的波形图,“你们看,惯性平台输出的姿态角度信号,控制系统出的舵面偏转指令,单独看都完美无缺。可一旦组合起来,这误差就像幽灵一样冒出来。”
何雨柱坐在桌前,面前摊开着厚厚的联合测试数据记录。他没有急于下结论,而是用手指缓缓划过那一行行令人费解的数据,眉头紧锁。这种随机性、累积性的小偏差,最是棘手。它不像结构震颤那样有剧烈的外在表现,更像是一个高明的窃贼,在黑暗中悄无声息地偷走精度。
“把所有联合测试的原始数据,尤其是惯性元件输出的原始脉冲信号、姿态陀螺的漂移补偿记录,以及控制回路响应的时间序列,全部调出来,打印成连续曲线图。”何雨柱沉思良久,下达了指令,“不要看处理后的数据,就看最原始的东西。”
很快,几十米长的坐标纸铺满了会议室的地面,上面是密密麻麻、蜿蜒曲折的曲线,代表着不同传感器和执行机构在测试过程中的每一个细微变化。何雨柱蹲下身,几乎是匍匐在地,像一个考古学家审视着古老的卷轴,一寸一寸地仔细查看。
时间一分一秒过去,会议室里只剩下纸张翻动和何雨柱偶尔要求放大某一部分细节的声音。其他人屏息凝神,不敢打扰。
突然,何雨柱的手指在其中一条代表“俯仰通道陀螺仪输出补偿量”的曲线上停住了。这条曲线整体平稳,但在某些特定时刻,会出现一个极其微小的、持续时间不足百分之一秒的“毛刺”状波动,波动幅度小到几乎可以忽略不计,在常规数据筛选中都会被当作噪声过滤掉。
“这里,还有这里,”何雨柱用红笔圈出了几个点,然后又迅在另一条“偏航通道加度计”的原始信号曲线上,找到了几乎同步出现的类似微小波动,“看到没有?这些波动,虽然极其微弱,但出现的时间点存在某种关联性。”
陈总工凑过来,推了推眼镜,仔细看了半天,疑惑道:“主任,这些……只是随机噪声吧?信噪比太低了,而且幅度这么小,怎么可能对整体弹道产生可见的影响?”
“单个看,确实是噪声。但如果……它们不是完全随机的呢?”何雨柱眼中闪烁着睿智的光芒,他猛地站起身,走到黑板前,“我们一直假设各个传感器和电子元件的噪声是独立的白噪声,相互抵消。但如果,在特定的电源波动、或者特定的机械振动频率下,某些原本独立的噪声源,产生了微弱的‘相关性’呢?”
他快画出一个简单的系统框图:“想象一下,俯仰陀螺和偏航加度计,它们可能共用某一路二级电源,或者安装在基座上,承受着同一频率的微小振动。当某个瞬间,电源出现一个纳秒级的纹波,或者基座传来一个特定频率的轻微抖动,这两个原本独立的器件,其内部电子噪声可能会被同时‘激’,产生这种同步的微小波动。”
他顿了顿,加重语气:“关键在于,我们的制导算法,是一个高增益、多回路耦合的复杂积分系统!它会对所有输入信号,包括这些极其微小的、带有潜在相关性的噪声,进行不断的积分运算!独立的噪声,积分后可能相互抵消,但具有微弱相关性的噪声,在积分过程中,其效应不会被抵消,反而会像滚雪球一样,被逐渐放大!经过几十秒的飞行,这个被放大的‘噪声积分效应’,就足以造成我们观测到的轨迹漂移!”
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一席话,如同醍醐灌顶!陈总工猛地一拍大腿:“对啊!我们一直盯着大信号、盯着硬件故障,却忽略了这种深层次的、系统级的‘耦合噪声’问题!这不是单个器件的问题,是系统电磁兼容性和机械振动隔离设计上的盲点!”
问题根源找到了,但解决方案同样棘手。如何消除这种近乎于量子涨落般微妙的耦合噪声?
何雨柱再次展现了他作为总体控制专家的深厚功底和创造性思维。
“硬件层面,立刻组织对制导舱内所有供电线路进行精细化排查和改造,增加高性能滤波模块,彻底隔离可能存在的公共阻抗耦合。对惯性平台和关键电路的安装基座进行减振优化,打破可能存在的共振频率传递路径。”何雨柱下达了第一条指令。
“但更重要的是软件算法层面!”他目光灼灼,“既然无法完全从物理上消除这种低频相关噪声,那我们就在‘信息域’打败它!修改我们的导航滤波和数据融合算法!”
他拿起粉笔,在黑板上写下一连串复杂的滤波方程和状态空间表达式:“我们需要在现有的卡尔曼滤波框架中,引入一个‘自适应噪声统计估计器’。它不是简单地将所有微小波动视为白噪声,而是实时在线估计不同传感器噪声之间的潜在相关性,并动态调整滤波器的增益矩阵!让我们的制导‘大脑’学会智能识别并抑制这种耦合噪声的影响,而不是被动地将其积分放大!”
这个想法极具前瞻性。在当时的条件下,实现自适应滤波的计算量巨大,对弹载计算机是严峻考验。
“计算量的问题,我们来解决!”何雨柱斩钉截铁,“总体室算法组,跟我一起,对算法进行简化,寻找计算效率和滤波性能的最佳平衡点!我们必须把这块硬骨头啃下来!”
又是一场与时间赛跑的攻坚战。何雨柱带领着算法团队,夜以继日地推导公式,设计简化模型,在计算机房那台庞大的、嗡嗡作响的电子管计算机上进行一次又一次的仿真迭代。他们优化每一个计算步骤,压缩每一行代码,力求在有限的算力下,实现最强的抗干扰性能。
半个月后,集成了硬件改进和全新自适应滤波算法的制导系统,再次迎来了全系统联合仿真测试。
控制室内,气氛比风洞试验那次更加紧张。这一次,考验的是无形的“智慧”。
模拟射开始……
弹道数据显示在大屏幕上,理论弹道是一条光滑的曲线,而实际模拟弹道则是一条微微抖动的线,紧紧缠绕在理论线周围。
o秒,o秒,o秒……
以往在这个阶段,那条模拟弹道线已经开始缓慢地、不可逆转地偏离理论线。但这一次,它虽然仍有微小的高频抖动(这是无法消除的随机噪声),却再也没有出现那种致命的、持续性的漂移!两条线几乎完美地重合在一起!
“成功了!偏差值在允许范围内!自适应滤波器起效了!”陈总工看着屏幕上稳定无比的数据,激动得声音颤,紧紧握住了何雨柱的手,“何主任!神了!真是神了!您这脑袋是怎么长的?这种深层次的问题都能被您挖出来!”
何雨柱脸上也露出了欣慰的笑容,但更多的是平静。他知道,这只是一个阶段性胜利。“铸剑”之路,容不得半点松懈。他拍了拍陈总工的肩膀:“是大家共同努力的结果。老陈,立刻组织编写详细的技术报告和工艺文件,将解决方案固化下来,推广到所有后续批次的产品中。”
他走出控制室,戈壁的夜空繁星闪烁,清冷的空气让他精神一振。连续攻克两大核心技术难题,让他对最终的成功充满了信心。然而,就在他准备回去稍事休息时,秘书却匆匆赶来,脸上带着一丝异样。
“何主任,基地保卫部刚送来一份通报。是关于……关于您妹妹,何雨水的。”
何雨柱的心猛地一沉。雨水?她不是在准备高考吗?怎么会和基地保卫部扯上关系?一种不祥的预感,瞬间攫住了他。技术攻关的疲惫尚未散去,家庭的变故却又悄然袭来。在这片与世隔绝的戈壁,内外交困的考验,似乎从未停止。
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